林良帆， 鄧雪原

（上海交通大學(xué)土木工程系，上海 200240）

上世紀(jì)70～80年代，個(gè)人計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)及計(jì)算機(jī)圖形學(xué)理論的完善，使CAD技術(shù)得到了跨越式的發(fā)展，建筑工程設(shè)計(jì)領(lǐng)域開(kāi)始廣泛應(yīng)用和推廣CAD技術(shù)。工程設(shè)計(jì)CAD技術(shù)的應(yīng)用歷經(jīng)以下幾個(gè)階段：結(jié)構(gòu)分析計(jì)算、前后處理結(jié)構(gòu)計(jì)算、結(jié)構(gòu)CAD及其系列化、建筑CAD及其系列化[1]，逐步從單一的結(jié)構(gòu)計(jì)算拓展到工程設(shè)計(jì)的各專(zhuān)業(yè)?！熬盼濉逼陂g，國(guó)家科委在全國(guó)范圍內(nèi)推廣以實(shí)現(xiàn)繪圖設(shè)計(jì)自動(dòng)化為目標(biāo)的“甩圖板”工程[2]，使計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)在勘察設(shè)計(jì)領(lǐng)域得到普及，建筑設(shè)計(jì)行業(yè)完成了一次變革。

隨著建筑CAD設(shè)計(jì)的普及，計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展，計(jì)算機(jī)支持協(xié)同工作(CSCW)的概念被引入到建筑設(shè)計(jì)當(dāng)中。所謂協(xié)同工作，是指在計(jì)算機(jī)支持的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中一個(gè)團(tuán)隊(duì)通過(guò)一定的信息共享、轉(zhuǎn)換和相互協(xié)同機(jī)制，有效地完成一項(xiàng)工作任務(wù)。建筑CAD協(xié)同設(shè)計(jì)是協(xié)同工作在設(shè)計(jì)領(lǐng)域的分支，通過(guò)構(gòu)建基于局域網(wǎng)的協(xié)同設(shè)計(jì)環(huán)境，建立統(tǒng)一的專(zhuān)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和協(xié)同設(shè)計(jì)的軟件系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的及時(shí)與準(zhǔn)確的共享，以進(jìn)一步提高設(shè)計(jì)企業(yè)的設(shè)計(jì)效率。建筑協(xié)同設(shè)計(jì)是建筑CAD由單人應(yīng)用向群體應(yīng)用的一次跨越。早在1996年，中國(guó)建筑科學(xué)研究院電子計(jì)算中心就對(duì)建筑協(xié)同設(shè)計(jì)進(jìn)行研究并開(kāi)發(fā)了BICAD系統(tǒng)[3]，但在實(shí)際工程中應(yīng)用較少。具體實(shí)踐中，一些致力于勘察設(shè)計(jì)信息化的IT企業(yè)與研究機(jī)構(gòu)先后推出了相應(yīng)的二維協(xié)同設(shè)計(jì)平臺(tái)，比如緯衡科技與北京建筑設(shè)計(jì)研究院合作開(kāi)發(fā)了緯衡協(xié)同設(shè)計(jì)平臺(tái)，涵蓋了二維的CAD設(shè)計(jì)工具及協(xié)同管理平臺(tái)；北京理正軟件設(shè)計(jì)研究院提出了基于協(xié)同設(shè)計(jì)平臺(tái)、圖紙管理和協(xié)同設(shè)計(jì)工具3個(gè)層次的協(xié)同設(shè)計(jì)整體解決方案[4]。另一方面，設(shè)計(jì)企業(yè)自身也不斷進(jìn)行探索與嘗試，具有代表性的是由上?，F(xiàn)代建筑設(shè)計(jì)集團(tuán)有限公司與上海交通大學(xué)合作進(jìn)行的“大型建筑設(shè)計(jì)企業(yè)協(xié)同設(shè)計(jì)平臺(tái)”及“建筑協(xié)同設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù)研究”等課題，于2010年實(shí)現(xiàn)了在集團(tuán)內(nèi)部局域網(wǎng)下的協(xié)同工作平臺(tái)的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用推廣[5]。

在探索建筑CAD協(xié)同設(shè)計(jì)的過(guò)程中，最基本最重要的就是建立統(tǒng)一的CAD專(zhuān)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。協(xié)同設(shè)計(jì)強(qiáng)調(diào)數(shù)據(jù)與信息的交換共享，而共享的基礎(chǔ)就在于標(biāo)準(zhǔn)，以標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范設(shè)計(jì)信息，為信息的重復(fù)利用及快速處理信息變更提供條件。針對(duì)CAD專(zhuān)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，國(guó)際ISO委員會(huì)前主席Bo-Christer Bj?rk、英國(guó)標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)前主席Rob Howard專(zhuān)門(mén)介紹了國(guó)際CAD圖層標(biāo)準(zhǔn)ISO 13567[6]的背景，目標(biāo)和產(chǎn)生的作用以及關(guān)于CAD圖層的組織與命名，并對(duì)ISO標(biāo)準(zhǔn)在北歐國(guó)家實(shí)施與應(yīng)用中的出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行了分析[7]。在國(guó)內(nèi)，早期中國(guó)石化北京設(shè)計(jì)院就提到了圖形文件名、圖層、樣式標(biāo)準(zhǔn)化的問(wèn)題[8]。中國(guó)電子工程研究院在探索協(xié)同設(shè)計(jì)的過(guò)程中也特別指出了CAD標(biāo)準(zhǔn)是建筑協(xié)同設(shè)計(jì)的關(guān)鍵點(diǎn)[9-10]，從企業(yè)的角度介紹專(zhuān)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的編制情況。不過(guò)，目前國(guó)內(nèi)針對(duì)CAD專(zhuān)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的研究大多數(shù)只是在單一的推廣應(yīng)用層面，缺少系統(tǒng)性的研究。這使得我國(guó)建筑設(shè)計(jì)企業(yè)的CAD專(zhuān)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)沒(méi)有得到真正的普及，從而阻礙了我國(guó)建筑設(shè)計(jì)行業(yè)協(xié)同設(shè)計(jì)的應(yīng)用與推廣。本文正是總結(jié)了上海交通大學(xué)近幾年在承擔(dān)“十一五”國(guó)家科技支撐計(jì)劃子課題《建筑協(xié)同設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù)研究》，并與上?，F(xiàn)代建筑設(shè)計(jì)集團(tuán)、上海核工程院、華東發(fā)展城建等多家大型設(shè)計(jì)企業(yè)合作定制企業(yè)CAD專(zhuān)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)推廣協(xié)同設(shè)計(jì)的成功經(jīng)驗(yàn)，從國(guó)內(nèi)CAD專(zhuān)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展?fàn)顩r、存在的問(wèn)題及在建筑協(xié)同設(shè)計(jì)中的具體應(yīng)用等多個(gè)角度對(duì)CAD專(zhuān)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行系統(tǒng)性的闡述，為建筑CAD專(zhuān)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的制定與研究提供參考。

1 國(guó)內(nèi)建筑CAD專(zhuān)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展與現(xiàn)狀

1986年到1988年間，當(dāng)時(shí)的城鄉(xiāng)建設(shè)環(huán)境保護(hù)部對(duì)《建筑制圖標(biāo)準(zhǔn)》GBJ 1-73進(jìn)行修訂，劃分為6冊(cè)，先后發(fā)布了《房屋建筑制圖統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》GBJ 1-86、《總圖制圖標(biāo)準(zhǔn)》GBJ 103-87、《建筑制圖標(biāo)準(zhǔn)》GBJ 104-87、《建筑結(jié)構(gòu)制圖標(biāo)準(zhǔn)》GBJ 105-87、《給水排水制圖標(biāo)準(zhǔn)》GBJ 106-87和《暖通空調(diào)制圖標(biāo)準(zhǔn)》GBJ 114-88，對(duì)建筑設(shè)計(jì)各專(zhuān)業(yè)的圖例、表達(dá)方式和制圖規(guī)則進(jìn)行了統(tǒng)一規(guī)定。由于當(dāng)時(shí)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)在國(guó)內(nèi)建筑設(shè)計(jì)領(lǐng)域尚未起步，所以標(biāo)準(zhǔn)中并未提到CAD制圖規(guī)則。

2000年，隨著計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的普及，國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督局發(fā)布了《房屋建筑CAD制圖統(tǒng)一規(guī)則》GB/T18112-2000[11]，作為《CAD通用技術(shù)規(guī)范》GB/T17304-1998中《CAD技術(shù)制圖通用標(biāo)準(zhǔn)》總標(biāo)題下的分標(biāo)準(zhǔn)，其中規(guī)定了房屋建筑計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)過(guò)程中的制圖統(tǒng)一規(guī)則，主要包括定義、二維制圖、三維圖形、圖層和文件交換格式。規(guī)則中第一次對(duì)于建筑行業(yè)CAD圖層的命名格式、編碼標(biāo)準(zhǔn)做出了規(guī)定，并提供了建設(shè)性的意見(jiàn)。

2001年，《房屋建筑制圖統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》進(jìn)行修訂。新的標(biāo)準(zhǔn)《房屋建筑制圖統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》GB/T50001-2001[12]，主要是對(duì)過(guò)時(shí)的圖例、表達(dá)方式和制圖規(guī)則進(jìn)行修改、刪除或增補(bǔ)，其中沒(méi)有增加涉及CAD專(zhuān)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的具體內(nèi)容。

2010年，住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部與國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局聯(lián)合發(fā)布了《房屋建筑制圖統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》GB/T50001-2010[13]。標(biāo)準(zhǔn)在原《房屋建筑制圖統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》GB/T50001-2001的基礎(chǔ)上進(jìn)行修訂，同時(shí)結(jié)合《房屋建筑CAD制圖統(tǒng)一規(guī)則》GB/T18112-2000，特別增加了計(jì)算機(jī)制圖文件、計(jì)算機(jī)制圖圖層和計(jì)算機(jī)制圖規(guī)則等內(nèi)容，明確提到協(xié)同設(shè)計(jì)的工作方式，對(duì)于制圖文件的圖層名進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，并且提供了更為完整的圖層名稱(chēng)舉例。

而上述標(biāo)準(zhǔn)均屬于推薦性的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，在實(shí)際工作中沒(méi)有得到廣泛的實(shí)施與應(yīng)用。由于國(guó)內(nèi)工程設(shè)計(jì)企業(yè)都是綜合性的全專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)企業(yè)，一些大型設(shè)計(jì)企業(yè)為了規(guī)范設(shè)計(jì)和管理，制定了企業(yè)CAD標(biāo)準(zhǔn)。這類(lèi)企業(yè)的CAD制圖規(guī)則是在參考和引用相關(guān)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，結(jié)合企業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)模及內(nèi)部設(shè)計(jì)人員的繪圖習(xí)慣制定得到的。然而由于缺少CAD標(biāo)準(zhǔn)的檢查與強(qiáng)制措施，大多數(shù)企業(yè)的CAD標(biāo)準(zhǔn)也并未得到執(zhí)行。

在實(shí)際工作中，設(shè)計(jì)人員普遍使用各類(lèi)專(zhuān)業(yè)軟件如天正建筑、水暖電系列，探索者結(jié)構(gòu)，鴻業(yè)暖通等，而這類(lèi)軟件都設(shè)置有專(zhuān)門(mén)的圖層管理功能。軟件內(nèi)部預(yù)定義了一套專(zhuān)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，創(chuàng)建的各類(lèi)專(zhuān)業(yè)對(duì)象會(huì)自動(dòng)地置于相應(yīng)的圖層。專(zhuān)業(yè)軟件的CAD標(biāo)準(zhǔn)在實(shí)際中得到了最為廣泛的使用，但它與國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)之間卻都是割裂的。

由此，國(guó)家的建筑CAD專(zhuān)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)還處于起步，需要不斷完善的階段，而企業(yè)、軟件的CAD標(biāo)準(zhǔn)，缺少一致的指導(dǎo)規(guī)則，彼此之間缺少聯(lián)系。這種規(guī)則與聯(lián)系的缺失，使得目前已制定的企業(yè)的、專(zhuān)業(yè)軟件的CAD標(biāo)準(zhǔn)存在著一系列的問(wèn)題，最終造成各專(zhuān)業(yè)在進(jìn)行協(xié)同設(shè)計(jì)時(shí)圖紙信息共享和交換困難，嚴(yán)重阻礙了建筑設(shè)計(jì)企業(yè)協(xié)同設(shè)計(jì)的應(yīng)用推廣。

2 建筑CAD專(zhuān)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)存在的問(wèn)題與解決

2.1 建筑CAD專(zhuān)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)容

建筑CAD專(zhuān)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)涉及樣式標(biāo)準(zhǔn)及圖層標(biāo)準(zhǔn)。樣式涵蓋了文字樣式、線(xiàn)型樣式、標(biāo)注樣式及打印樣式。其中，文字樣式主要是圖紙中涉及文字說(shuō)明部分的字體、字高的設(shè)置；線(xiàn)型樣式是圖紙中所使用到的各種標(biāo)準(zhǔn)線(xiàn)型；標(biāo)注樣式包括箭頭樣式、字高及特征比例的設(shè)置；打印樣式則用于規(guī)范打印圖形的外觀(guān)，包括對(duì)象的顏色、線(xiàn)型和線(xiàn)寬等，也可指定端點(diǎn)、連接和填充樣式，以及抖動(dòng)、灰度、筆指定和淡顯等輸出效果。圖層標(biāo)準(zhǔn)的創(chuàng)建則包括圖層名，繪制內(nèi)容，對(duì)應(yīng)的顏色、線(xiàn)型、線(xiàn)寬等圖層特性的定義。相比之下，圖層標(biāo)準(zhǔn)顯得更為復(fù)雜和關(guān)鍵。

2.2 建筑CAD專(zhuān)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的問(wèn)題

目前，要建立CAD專(zhuān)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，需要面對(duì)一系列的問(wèn)題。首先，缺少圖層命名標(biāo)準(zhǔn)。圖層命名標(biāo)準(zhǔn)是圖層標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)，它定義了圖層的分類(lèi)分級(jí)，圖層名稱(chēng)的字段組成、結(jié)構(gòu)及符號(hào)形式。通過(guò)設(shè)定這樣一套統(tǒng)一的切實(shí)可行的規(guī)則對(duì)圖層的命名進(jìn)行約束?！睹绹?guó)國(guó)家CAD標(biāo)準(zhǔn)》[14](United States National CAD Standard)于1996年6月發(fā)布1.0版，2011年修訂為5.0版，其中有專(zhuān)門(mén)一部分是由AIA制定的CAD圖層指南模塊，對(duì)圖層的命名規(guī)則有詳盡的規(guī)定。2010年，中國(guó)的《房屋建筑制圖統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》在《房屋建筑CAD制圖統(tǒng)一規(guī)則》基礎(chǔ)上，對(duì)圖層的命名規(guī)則進(jìn)行了重新的整理及完整的闡述，其完備性及適用性目前仍待檢驗(yàn)。此外，中國(guó)的圖層命名標(biāo)準(zhǔn)，還需重點(diǎn)考慮圖層名稱(chēng)采用中文還是西文的形式，中文形式清晰明了，能夠讓使用者快速理解圖層上所要表達(dá)的繪制內(nèi)容，而西文的形式更加簡(jiǎn)單，同時(shí)，也便于與國(guó)外的CAD標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行交互。另一方面，制定CAD標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，打印樣式與圖層顏色需要協(xié)調(diào)。CAD中的打印樣式表有顏色相關(guān)的打印樣式表(ctb)和命名打印樣式表(stb)兩大類(lèi)。命名打印樣式獨(dú)立于對(duì)象的顏色使用，打印樣式既可以指定給圖層，同時(shí)，可以指定給某個(gè)圖形對(duì)象，具有很大的靈活性，易造成混亂，不便于管理。而顏色相關(guān)打印樣式以對(duì)象的顏色為基礎(chǔ)，通過(guò)顏色控制對(duì)象出圖的形式，有利于對(duì)打印信息的集中管理，因此，得到了更為廣泛的使用。而這也要求設(shè)計(jì)人員需要舍棄個(gè)人的設(shè)計(jì)習(xí)慣，在圖層顏色設(shè)置時(shí)必須嚴(yán)格依據(jù)出圖線(xiàn)寬的要求，配合打印樣式的設(shè)置來(lái)進(jìn)行，而不能按照個(gè)人的喜好將對(duì)象的顏色進(jìn)行隨意的修改。

2.3 建筑CAD專(zhuān)業(yè)軟件的圖層標(biāo)準(zhǔn)

本文以我國(guó)建筑設(shè)計(jì)企業(yè)常用的天正系列、探索者及鴻業(yè)等專(zhuān)業(yè)CAD軟件為例，對(duì)專(zhuān)業(yè)軟件中標(biāo)準(zhǔn)圖層的命名形式及圖層管理進(jìn)行分析。

天正建筑內(nèi)嵌的圖層標(biāo)準(zhǔn)，圖層名稱(chēng)缺少用于定義與圖層相關(guān)聯(lián)的專(zhuān)業(yè)的相應(yīng)代碼，而是直接采用西文的形式，用完整的英文或者對(duì)應(yīng)的縮寫(xiě)來(lái)描述圖層應(yīng)用的建筑系統(tǒng)或構(gòu)件，如門(mén)窗圖層為“window”，柱子圖層為“column”。主系統(tǒng)與次一級(jí)的子系統(tǒng)之間用分隔符“_”連接。在剖面和立面的相關(guān)圖層前分別用“S”與“E”字符進(jìn)行標(biāo)識(shí)，也用分隔符“_”與其他字段連接。天正水暖電專(zhuān)業(yè)中定義的圖層標(biāo)準(zhǔn)，圖層名稱(chēng)中同樣沒(méi)有用來(lái)定義與圖層相關(guān)聯(lián)專(zhuān)業(yè)的相應(yīng)代碼，直接采用西文的形式，用完整的英文或者對(duì)應(yīng)的縮寫(xiě)來(lái)描述圖層應(yīng)用的主系統(tǒng)，而次一級(jí)的子系統(tǒng)采用中文的形式，主系統(tǒng)與子系統(tǒng)之間用分隔符“_”或“-”連接，如電氣照明設(shè)備圖層為“EQUIP-照明”，給排水中給水管線(xiàn)圖層為“PIPE-給水”。

探索者結(jié)構(gòu)軟件內(nèi)置的圖層標(biāo)準(zhǔn)，命名方式與天正建筑類(lèi)似，沒(méi)有專(zhuān)業(yè)代碼，完全采用西文的形式，用完整或者縮寫(xiě)的英文來(lái)描述各個(gè)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，且整個(gè)標(biāo)準(zhǔn)中包含的圖層相對(duì)較少，分類(lèi)簡(jiǎn)單。

鴻業(yè)暖通的圖層標(biāo)準(zhǔn)比較規(guī)范，圖層名稱(chēng)中首先用“ACS”作為暖通專(zhuān)業(yè)的專(zhuān)業(yè)代碼，然后采用西文的形式，用中文拼音縮寫(xiě)來(lái)描述暖通各系統(tǒng)，各個(gè)主系統(tǒng)分類(lèi)清晰，主系統(tǒng)與次一級(jí)的子系統(tǒng)之間用分隔符“_”連接。同時(shí)，鴻業(yè)暖通軟件中還提供了相對(duì)應(yīng)采用中文的一套圖層標(biāo)準(zhǔn)，圖層名稱(chēng)中首先用“暖通”作為暖通專(zhuān)業(yè)的專(zhuān)業(yè)代碼，然后采用中文的形式，用中文描述暖通的各系統(tǒng)。另外，最新版本鴻業(yè)軟件中還內(nèi)置了中建國(guó)際、中國(guó)電子院、上海石化院的圖層配置。它們基于同一個(gè)圖層索引，彼此之間能夠完成一一對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)換。

由此可以看到，各專(zhuān)業(yè)軟件的專(zhuān)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中的圖層命名形式完全不統(tǒng)一，相對(duì)不夠嚴(yán)謹(jǐn)和規(guī)范。另外，上述軟件也都提供給使用者權(quán)限，用戶(hù)能夠?qū)胱远x的圖層標(biāo)準(zhǔn)，但前提是該圖層標(biāo)準(zhǔn)中定義的圖層必須與專(zhuān)業(yè)軟件的對(duì)象相對(duì)應(yīng)，匹配軟件中的圖層關(guān)鍵字。所以，即使是自定義圖層標(biāo)準(zhǔn)，也受專(zhuān)業(yè)軟件對(duì)象的限制。

2.4 建筑設(shè)計(jì)企業(yè)的CAD標(biāo)準(zhǔn)

建筑專(zhuān)業(yè)軟件的大規(guī)模使用提高了單專(zhuān)業(yè)CAD設(shè)計(jì)效率，同時(shí)也給企業(yè)推廣CAD標(biāo)準(zhǔn)帶來(lái)了困難。企業(yè)圖層標(biāo)準(zhǔn)與各專(zhuān)業(yè)軟件的標(biāo)準(zhǔn)之間存在著不易協(xié)調(diào)的問(wèn)題。如果協(xié)調(diào)不好，設(shè)計(jì)過(guò)程中圖層等設(shè)計(jì)信息就將變得更加難以管理。而這種協(xié)調(diào)需要企業(yè)和專(zhuān)業(yè)軟件供應(yīng)商相互配合。對(duì)于設(shè)計(jì)企業(yè)，在制定標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，應(yīng)該與專(zhuān)業(yè)軟件的對(duì)象相結(jié)合，盡量多的與專(zhuān)業(yè)軟件內(nèi)置的圖層索引相契合。這樣，在專(zhuān)業(yè)軟件中做適當(dāng)?shù)膱D層標(biāo)準(zhǔn)配置，就能夠在設(shè)計(jì)中將繪制的對(duì)象自動(dòng)放置在企業(yè)預(yù)先定義好的圖層上。當(dāng)然，專(zhuān)業(yè)軟件中一般不可能涵蓋所有企業(yè)所需要的圖層，這就需要企業(yè)預(yù)先在圖形模板中增加專(zhuān)業(yè)軟件所缺少的對(duì)象圖層，而專(zhuān)業(yè)軟件則應(yīng)該及時(shí)地增加企業(yè)所需的這部分對(duì)象。

3 建筑CAD標(biāo)準(zhǔn)在協(xié)同設(shè)計(jì)中的應(yīng)用與推廣

從2007年開(kāi)始，上海交通大學(xué)與上海現(xiàn)代設(shè)計(jì)集團(tuán)合作進(jìn)行《建筑CAD一體化平臺(tái)與協(xié)同設(shè)計(jì)試點(diǎn)項(xiàng)目》課題研究，正式開(kāi)啟現(xiàn)代集團(tuán)統(tǒng)一部署設(shè)計(jì)人員參與建筑協(xié)同設(shè)計(jì)的進(jìn)程。以此為起點(diǎn)，2008年繼續(xù)開(kāi)展《建筑CAD協(xié)同設(shè)計(jì)平臺(tái)關(guān)鍵技術(shù)咨詢(xún)》科研項(xiàng)目，對(duì)協(xié)同設(shè)計(jì)中的CAD專(zhuān)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的制定與應(yīng)用、協(xié)同設(shè)計(jì)項(xiàng)目模板、流程管理等進(jìn)行了深入研究。2009年，在華東院、上海院、都市院較大范圍協(xié)同設(shè)計(jì)試點(diǎn)項(xiàng)目工作總結(jié)基礎(chǔ)上，上海交通大學(xué)與現(xiàn)代集團(tuán)展開(kāi)《建筑CAD協(xié)同設(shè)計(jì)平臺(tái)推廣技術(shù)咨詢(xún)》項(xiàng)目，至2009年底，基本完成了現(xiàn)代集團(tuán)的建筑CAD協(xié)同設(shè)計(jì)的研究、應(yīng)用和推廣工作。2011年，上海交通大學(xué)又相繼與上海核工程院、上海華東發(fā)展城建設(shè)計(jì)集團(tuán)等大型建筑設(shè)計(jì)企業(yè)合作，推廣應(yīng)用二維建筑協(xié)同設(shè)計(jì)，在不斷的實(shí)踐過(guò)程中，上海交通大學(xué)對(duì)建筑協(xié)同設(shè)計(jì)中的CAD專(zhuān)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的研究與實(shí)施有了深入的理解。現(xiàn)以最新合作的上海華東發(fā)展城建集團(tuán)（以下簡(jiǎn)稱(chēng)華東城建）為例，詳細(xì)介紹CAD圖層標(biāo)準(zhǔn)在建筑CAD協(xié)同設(shè)計(jì)中的應(yīng)用方法。

3.1 各專(zhuān)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一

企業(yè)在推進(jìn)建筑協(xié)同設(shè)計(jì)之時(shí)，首先必須嚴(yán)格統(tǒng)一各專(zhuān)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。專(zhuān)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的制定，一方面可以國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)為參考，對(duì)圖層的命名進(jìn)行規(guī)范，同時(shí)結(jié)合自身企業(yè)的規(guī)模及項(xiàng)目特點(diǎn)，確定各專(zhuān)業(yè)圖元?jiǎng)澐值拿骷?xì)程度。另外，圖層標(biāo)準(zhǔn)需盡可能與常用的專(zhuān)業(yè)軟件匹配，以發(fā)揮專(zhuān)業(yè)軟件自動(dòng)設(shè)定圖層的優(yōu)勢(shì)。圖1為華東城建目前制定的標(biāo)準(zhǔn)圖層舉例，圖層的命名規(guī)則為“專(zhuān)業(yè)碼-主碼-次碼1（可選）-次碼2（可選）”。以“A-F-POST-CH（變更）”圖層為例，專(zhuān)業(yè)碼定義與圖層相關(guān)的專(zhuān)業(yè)，A代表Architecture（建筑）；主碼F描述圖層應(yīng)用的主系統(tǒng)，為非打印圖層；次碼1描述子系統(tǒng)或其他的修飾語(yǔ)，POST為批注；次碼2描述更次級(jí)的子系統(tǒng)或其他修飾語(yǔ)，CH代表Change，說(shuō)明為變更；同時(shí)必要時(shí)可以在圖層名后加上文字說(shuō)明。圖2為標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)注樣式舉例，標(biāo)注樣式是采用1：100的基準(zhǔn)標(biāo)注樣式DIM100（Dimension）加上一定的全局比例制定的，如DIM50的標(biāo)注樣式，全局比例設(shè)定為0.5，適用于1：50比例的圖形標(biāo)注。

圖1 建筑專(zhuān)業(yè)及電氣專(zhuān)業(yè)部分圖層定義

圖2 標(biāo)注樣式

值得指出的是，專(zhuān)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的執(zhí)行，需要將標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)嵌入企業(yè)的圖形模板當(dāng)中，經(jīng)過(guò)適當(dāng)?shù)呐渲?，讓設(shè)計(jì)人員能夠以模板來(lái)創(chuàng)建符合CAD專(zhuān)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的圖形。另外，各圖層標(biāo)準(zhǔn)與專(zhuān)業(yè)軟件進(jìn)行匹配，如圖3所示。所有的標(biāo)準(zhǔn)配置工作都由協(xié)同設(shè)計(jì)平臺(tái)在后臺(tái)完成，而無(wú)需設(shè)計(jì)人員進(jìn)行復(fù)雜的操作，由此來(lái)保證CAD標(biāo)準(zhǔn)最終能夠得到貫徹和實(shí)施。

圖3 標(biāo)準(zhǔn)與天正建筑專(zhuān)業(yè)軟件的匹配示例

3.2 各專(zhuān)業(yè)提資后的圖層修改

在建筑設(shè)計(jì)過(guò)程中，下游專(zhuān)業(yè)需要引用上游專(zhuān)業(yè)提資后的設(shè)計(jì)信息，以其為底圖進(jìn)行設(shè)計(jì)。傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)模式一般通過(guò)圖紙的相互拷貝進(jìn)行交流，設(shè)計(jì)人員需手動(dòng)對(duì)上游專(zhuān)業(yè)圖紙中的相關(guān)圖層狀態(tài)進(jìn)行控制，僅打開(kāi)本專(zhuān)業(yè)所需要的圖層，并且對(duì)其圖層屬性進(jìn)行必要的修改。而在協(xié)同設(shè)計(jì)中，通過(guò)統(tǒng)一圖層標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)人員都嚴(yán)格遵循統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行繪圖。各專(zhuān)業(yè)間設(shè)計(jì)信息的交流需求就可以預(yù)先定義好，比如給排水專(zhuān)業(yè)需要建筑專(zhuān)業(yè)的軸線(xiàn)，門(mén)窗墻，衛(wèi)生間布置，房間名稱(chēng)等設(shè)計(jì)信息。給排水專(zhuān)業(yè)在引用建筑專(zhuān)業(yè)圖紙的過(guò)程中，對(duì)應(yīng)的涉及到哪些圖層、要進(jìn)行怎樣的屬性修改均可以預(yù)先定義好，如圖4所示。通過(guò)定義的規(guī)則，大量圖層修改工作則由協(xié)同設(shè)計(jì)平臺(tái)的后臺(tái)程序自動(dòng)實(shí)現(xiàn)，以滿(mǎn)足當(dāng)前專(zhuān)業(yè)的作圖需求，大幅減少重復(fù)工作量和出錯(cuò)幾率，從而有效避免各專(zhuān)業(yè)錯(cuò)漏碰缺的問(wèn)題。

圖4 圖層需求定義舉例

3.3 統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)使出圖質(zhì)量大幅提高

圖紙質(zhì)量是集中反映勘察設(shè)計(jì)企業(yè)設(shè)計(jì)質(zhì)量的一個(gè)重要方面。當(dāng)前大多數(shù)未采用協(xié)同設(shè)計(jì)的企業(yè)，設(shè)計(jì)人員繪圖習(xí)慣的差異，同一個(gè)項(xiàng)目甚至于同一張?jiān)O(shè)計(jì)圖紙中經(jīng)常出現(xiàn)打印線(xiàn)寬不一致、圖面符號(hào)文字標(biāo)注樣式不統(tǒng)一的現(xiàn)象。而通過(guò)協(xié)同設(shè)計(jì)平臺(tái)企業(yè)所有設(shè)計(jì)人員采用統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，出圖的準(zhǔn)確性能得到大幅提高，原有的設(shè)置錯(cuò)誤不再存在。通過(guò)直接使用服務(wù)器配置文件，圖層設(shè)置、文字標(biāo)注、打印樣式（如圖5所示）等都得到統(tǒng)一，設(shè)計(jì)人員能?chē)?yán)格貫徹專(zhuān)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的執(zhí)行。最終一個(gè)專(zhuān)業(yè)、一個(gè)項(xiàng)目，甚至整個(gè)企業(yè)的圖紙的線(xiàn)型、線(xiàn)寬、符號(hào)樣式等都將是一致的。

圖5 打印樣式表

3.4 CAD標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用討論

本文作者全程參與了上?，F(xiàn)代集團(tuán)、上海核工程院、華東發(fā)展城建等多家大型建筑設(shè)計(jì)企業(yè)的協(xié)同設(shè)計(jì)平臺(tái)的應(yīng)用推廣工作。所有設(shè)計(jì)企業(yè)的CAD專(zhuān)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)都不相同，但均可進(jìn)行CAD專(zhuān)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)與模板文件的定制，滿(mǎn)足各企業(yè)開(kāi)展協(xié)同設(shè)計(jì)的需求。各專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)人員經(jīng)過(guò)理論培訓(xùn)與實(shí)踐操作后，都能認(rèn)識(shí)和接受CAD專(zhuān)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的重要性，適應(yīng)協(xié)同設(shè)計(jì)模式。通過(guò)協(xié)同設(shè)計(jì)平臺(tái)很好地實(shí)現(xiàn)了CAD專(zhuān)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用與推廣，由此也解決了設(shè)計(jì)企業(yè)多年來(lái)想要推廣企業(yè)CAD專(zhuān)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)卻又總是不能實(shí)現(xiàn)的難題，最終在協(xié)同設(shè)計(jì)平臺(tái)上開(kāi)展多個(gè)項(xiàng)目的施工圖設(shè)計(jì)，大幅提高設(shè)計(jì)效率與質(zhì)量達(dá)30%以上。

4 結(jié)論與展望

建筑工程協(xié)同設(shè)計(jì)是勘察設(shè)計(jì)企業(yè)信息化建設(shè)，提高核心競(jìng)爭(zhēng)力的關(guān)鍵因素，而CAD標(biāo)準(zhǔn)是進(jìn)行建筑協(xié)同設(shè)計(jì)的前提。CAD專(zhuān)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要發(fā)揮最大效益，需要國(guó)家、企業(yè)及專(zhuān)業(yè)軟件商等多方的配合。完善CAD圖層命名標(biāo)準(zhǔn)，增強(qiáng)專(zhuān)業(yè)軟件與國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)及企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的聯(lián)系，是目前CAD標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用與推廣的核心問(wèn)題。而最終專(zhuān)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要得到落實(shí)，需要與協(xié)同設(shè)計(jì)平臺(tái)緊密結(jié)合。通過(guò)協(xié)同的工作模式，創(chuàng)建標(biāo)準(zhǔn)化的協(xié)同設(shè)計(jì)環(huán)境，限定設(shè)計(jì)人員必須摒棄一些個(gè)人繪圖習(xí)慣，嚴(yán)格執(zhí)行企業(yè)的CAD專(zhuān)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)，協(xié)同設(shè)計(jì)模式下，由于交流與共享的需求，對(duì)圖元的分類(lèi)及細(xì)化程度可能與傳統(tǒng)模式不同，因此，CAD專(zhuān)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)在協(xié)同設(shè)計(jì)的過(guò)程中需要不斷的完善與優(yōu)化，適應(yīng)協(xié)同設(shè)計(jì)的需求。而隨著B(niǎo)IM（building information modeling，建筑信息模型）技術(shù)的發(fā)展與完善，未來(lái)基于BIM的協(xié)同設(shè)計(jì)平臺(tái)同樣需要對(duì)各專(zhuān)業(yè)的圖元和對(duì)象給以合理的分類(lèi)、命名，并制定相應(yīng)的企業(yè)或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，才能有效的實(shí)現(xiàn)基于BIM技術(shù)的協(xié)同設(shè)計(jì)平臺(tái)的應(yīng)用與推廣。

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