朱志赟

摘 要：3D CAD模型長期保存困難重重。為此，國際航空工業(yè)界推出LOTAR（LOng Term Archiving and Retrieval）項(xiàng)目，旨在建立、測(cè)試、頒布并維護(hù)3D CAD模型長期保存和獲取所需要的標(biāo)準(zhǔn)，目前其主要成果是NAS/EN 9300系列標(biāo)準(zhǔn)。而汽車工業(yè)產(chǎn)品數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)戰(zhàn)略聯(lián)盟通過LTAR（Long Term Archiving & Retrieval of Digital Product Definition Data， LTAR）項(xiàng)目已經(jīng)形成了一套完整的建議體系，包括四個(gè)部分：文件格式、存取流程、保存時(shí)間、質(zhì)量保證。目前，國內(nèi)還未有國家或行業(yè)層面的3D CAD模型長期保存策略。借鑒電子文件前端控制和全程管理的思想，通過3D CAD模型生成時(shí)的模型質(zhì)量控制措施、流轉(zhuǎn)過程中的更改和版本控制以及歸檔后的物理與邏輯實(shí)體控制措施，確保3D CAD模型長期可讀、可理解。

關(guān)鍵詞：3D CAD；LOTAR；LTAR；長期保存；質(zhì)量控制；工程更改；版本控制；邏輯與物理實(shí)體控制

Abstract： Long-term preservation of 3D CAD models is beset with difficulties. Then LOTAR（LOng Term Archiving and Retrieval）program is conducted by international aerospace industry， aiming to develop， test， publish and maintain standards for long-term archiving and retrieval of 3D CAD models. It has published NAS/EN 9300 series standards， the main achievement of LOTAR so far. The SASIG Long Term Archiving & Retrieval Project is developing a set of recommendations， which are partitioned into four topic aeras： 1）Format， 2）LTAR Process，3）Retention Time Periods， and 4）Quality Assurance. At present， there is no national or industry level 3D CAD model long-term preservation strategy. Learning from the idea of digital data front-end control and whole process management， employ model quality control in generation process， engineering changes and version control during the flow process， and logical and physical entity control after archiving to ensure that the 3D CAD models can be long-term read and understood.

Keywords： 3D CAD Model； LOTAR； LTAR； Long-term Preservation； quality control； engineering change； version control； logical and physical entity control

1 3D CAD模型長期保存的難點(diǎn)

完整的零部件3D CAD模型由幾何要素、約束要素和工程要素構(gòu)成。機(jī)械產(chǎn)品3D CAD模型文件作為設(shè)計(jì)部門的勞動(dòng)成果、制造單位的工作依據(jù)、客戶服務(wù)部門的工作參考、監(jiān)管單位的證據(jù)，要求3D CAD模型長期可讀、可用、安全、有序。3D CAD模型長期保存的難點(diǎn)如下：

（1）同一項(xiàng)目3D CAD模型文件眾多且分散，相互關(guān)系復(fù)雜。波音B777是全球首款完全采用3D CAD設(shè)計(jì)的機(jī)型，該項(xiàng)目共使用2200臺(tái)計(jì)算機(jī)終端，最終產(chǎn)生多達(dá)300萬的零部件數(shù)字模型。在整個(gè)產(chǎn)品生命周期內(nèi)，同一零件或部件需要進(jìn)行多次工程更改或版本更新，由此產(chǎn)生零件與零件、部件之間的裝配、替換、互換、選配和沖突等關(guān)系錯(cuò)綜復(fù)雜。

（2）3D CAD模型生成軟件眾多，格式各不相同。3D CAD模型由專業(yè)的三維設(shè)計(jì)軟件生成，目前，主流的商業(yè)CAD設(shè)計(jì)軟件包括AutoCAD、SolidWorks、Unigraphics NX、CATIA等軟件，各軟件都有其專門的數(shù)據(jù)保存格式。CAD應(yīng)用軟件的內(nèi)部架構(gòu)與另外一個(gè)CAD應(yīng)用軟件的不一樣，在數(shù)據(jù)交換的時(shí)候，很難避免不丟失數(shù)據(jù)或數(shù)據(jù)錯(cuò)誤。STEP、IGES等中間格式由于本身結(jié)構(gòu)復(fù)雜，標(biāo)準(zhǔn)體系不完善，加之各軟件廠商出于商業(yè)利益考量，各CAD軟件對(duì)中間格式的支持能力也參差不齊。[1]3D CAD數(shù)據(jù)保存格式的不統(tǒng)一增加了其長期可讀的風(fēng)險(xiǎn)。

（3）3D CAD模型保存環(huán)境脆弱而保存期長。我國《民用航空產(chǎn)品和零部件合格審定規(guī)定》第21.314條規(guī)定，每一型號(hào)或型別項(xiàng)目的完整的、現(xiàn)行有效的技術(shù)資料檔案應(yīng)該保存到不再制造該項(xiàng)目為止，并在停產(chǎn)后交局方。用于飛機(jī)設(shè)計(jì)的CAD軟件系統(tǒng)的生存時(shí)間大概為10年，而每6個(gè)月將有新版本更新。與之相應(yīng)，每架飛機(jī)的使用壽命為20～30年，而每一機(jī)型的服役時(shí)間往往超過70年。數(shù)字環(huán)境的易變性和3D CAD模型的穩(wěn)定性要求矛盾突出。

2 3D CAD模型長期保存的實(shí)踐進(jìn)展

20世紀(jì)60年代，CAD/CAM技術(shù)誕生于工業(yè)發(fā)達(dá)國家，在航天、汽車、船舶、航空、電子等領(lǐng)域迅速地得以應(yīng)用。因此，這些行業(yè)也較早地面對(duì)長期保存3D CAD模型的挑戰(zhàn)。不同的行業(yè)組織紛紛開展長期保存3D CAD模型的研究項(xiàng)目，以支持CAD/CAM技術(shù)在本行業(yè)中的長期應(yīng)用。

2.1 國際航空工業(yè)的3D CAD/CAM長期保存與獲取項(xiàng)目。LOTAR（LOng Term Archiving and Retrieval）項(xiàng)目是國際航空工業(yè)界關(guān)于CAD/CAM模型長期歸檔保存最重要的合作項(xiàng)目。LOTAR項(xiàng)目在歐洲航空航天與防務(wù)工業(yè)協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)化分會(huì)（ASD-STAN）、美國航空航天工業(yè)協(xié)會(huì)（AIA）、ProSTEP iViP協(xié)會(huì)和PDES，Inc.協(xié)會(huì)的共同支持下，由航空和防務(wù)領(lǐng)域領(lǐng)先的制造商和供應(yīng)商具體實(shí)施。參與的會(huì)員單位不僅包括空客、波音、達(dá)索航空、洛克希德·馬丁等著名航空企業(yè)，還包括美國聯(lián)邦航空局（FAA）、歐洲航空安全局（EASA）等監(jiān)管機(jī)構(gòu)和美國國家航空航天局（NASA）、美國國家標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)研究院（NIST）等政府機(jī)構(gòu)。該合作項(xiàng)目旨在建立、測(cè)試、頒布并維護(hù)一系列保證3D CAD和產(chǎn)品數(shù)據(jù)長期保存和獲取所需要的標(biāo)準(zhǔn)，并通過提供方法、規(guī)范流程、數(shù)據(jù)模型以及應(yīng)用案例來推動(dòng)該標(biāo)準(zhǔn)體系在行業(yè)中的應(yīng)用，保證3D CAD模型的數(shù)字產(chǎn)品和技術(shù)信息不依賴特定的信息技術(shù)應(yīng)用環(huán)境，并在整個(gè)生命周期內(nèi)保持可讀和可用。

該項(xiàng)目基于開放檔案信息系統(tǒng)模型（OAIS）和產(chǎn)品模型數(shù)據(jù)交互規(guī)范（STEP，即ISO 10303）提出了NAS/EN 9300系列航空航天標(biāo)準(zhǔn)，目前該標(biāo)準(zhǔn)體系正在不斷的善中。其主要構(gòu)成如圖1所示。

圖1 NAS/EN 9300的組成部分

基礎(chǔ)部分提供長期保存3D 數(shù)模和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)所需要的基本概念。公共過程部分則概括歸檔和保存3D 數(shù)模和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)信息的主要步驟。數(shù)據(jù)域部分針對(duì)不同內(nèi)容類型的CAD數(shù)模提出相應(yīng)要求與規(guī)定，并設(shè)置不同的鑒定和驗(yàn)證級(jí)別。例如，保存裝配結(jié)構(gòu)信息的CAD要求裝配結(jié)構(gòu)唯一、不存在無用元素、裝配件和零件位置信息明確等。這些準(zhǔn)則在CAD建模及歸檔過程中應(yīng)當(dāng)予以實(shí)施。LOTAR標(biāo)準(zhǔn)體系并沒有定義新的3D CAD保存格式，而是參照引用相關(guān)的ISO 10303 STEP應(yīng)用協(xié)議。LOTAR項(xiàng)目組協(xié)助完善STEP標(biāo)準(zhǔn)體系，使其適合于保存航空領(lǐng)域3D CAD數(shù)模。

LOTAR項(xiàng)目實(shí)施以來，有多家航空制造企業(yè)陸續(xù)采用此標(biāo)準(zhǔn)體系保存3D CAD數(shù)模，在航空領(lǐng)域應(yīng)用逐漸擴(kuò)大?？湛虯350在電氣線束設(shè)計(jì)時(shí)，遵循NAS/EN 9300標(biāo)準(zhǔn)中關(guān)于顯式幾何信息和裝配結(jié)構(gòu)信息的長期歸檔標(biāo)準(zhǔn)，包括第110、第115、第120部分，并保存成遵循AP242和AP214應(yīng)用協(xié)議的STEP格式。遵從LOTAR的標(biāo)準(zhǔn)體系，使達(dá)索航空能夠向航空監(jiān)管部門只提供3D數(shù)字設(shè)計(jì)文檔而不再使用紙質(zhì)版本資料。

2.2 SASIG數(shù)字產(chǎn)品定義數(shù)據(jù)長期保存與獲取項(xiàng)目。國際汽車工業(yè)界也意識(shí)到整個(gè)產(chǎn)品生命周期內(nèi)長期保存產(chǎn)品定義數(shù)據(jù)的必要性。2010年，汽車工業(yè)產(chǎn)品數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)戰(zhàn)略聯(lián)盟決定推出一系列建議，指導(dǎo)并促進(jìn)會(huì)員單位更加有效地開展數(shù)字產(chǎn)品信息的長期保存工作。經(jīng)過近幾年的努力，SASIG通過數(shù)字產(chǎn)品定義數(shù)據(jù)長期保存與獲取項(xiàng)目已經(jīng)形成了一套完整的建議體系，包括四個(gè)部分：文件格式、存取流程、保存時(shí)間、質(zhì)量保證，并提供一個(gè)評(píng)測(cè)機(jī)構(gòu)長期存取能力水平的試驗(yàn)平臺(tái)。

文件格式部分梳理出選擇存檔格式時(shí)需要考慮的關(guān)鍵性功能和技術(shù)因素。SASIF-LTAR支持使用開放文件格式。文件格式必須具有可用性、定義清晰、應(yīng)用廣泛、可維護(hù)性強(qiáng)、無限制等特征。

存取流程分為七個(gè)綜合模塊來描述長期存取活動(dòng)和數(shù)據(jù)流，分別為準(zhǔn)備、獲取和歸檔、監(jiān)測(cè)檔案存儲(chǔ)、更新描述信息、維護(hù)檔案存儲(chǔ)、檢索和刪除檔案信息。如圖2所示：

圖2 SASIG-LTAR的存取流程

準(zhǔn)備流程收集必要信息，轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)格式，并生成提交信息包。獲取和歸檔流程將提交信息包生成檔案信息包，并存入檔案存儲(chǔ)系統(tǒng)。歸檔之后，系統(tǒng)監(jiān)測(cè)檔案信息包，并阻止未經(jīng)授權(quán)的訪問和更改。為保證穩(wěn)定可靠和可檢索性，描述信息需要不斷地更新；為保持足夠的歸檔能力，系統(tǒng)環(huán)境和數(shù)據(jù)需要備份，并定期將系統(tǒng)環(huán)境更新重置。在檢索流程中，利用者獲得所需檔案數(shù)據(jù)。最后，檔案系統(tǒng)需要?jiǎng)h除保存期滿的檔案數(shù)據(jù)。

時(shí)間間隔是指產(chǎn)品數(shù)據(jù)的制成品為了滿足政府或機(jī)構(gòu)的需要而保存的時(shí)間期限。決定時(shí)間間隔的三個(gè)主要因素是數(shù)據(jù)用途、數(shù)據(jù)類型和本體模型。模型的保存時(shí)間長短主要由不同的商業(yè)動(dòng)機(jī)決定。數(shù)據(jù)的用途往往涉及知識(shí)產(chǎn)權(quán)，售后服務(wù)、專利訴訟、法律責(zé)任以及組織的知識(shí)管理政策等。數(shù)據(jù)類型可根據(jù)產(chǎn)品生命流程的六項(xiàng)流程進(jìn)行分類，分別是：計(jì)劃類、初步設(shè)計(jì)類、詳細(xì)設(shè)計(jì)類、試驗(yàn)樣品類、產(chǎn)品類和售后服務(wù)類。本體模型是一個(gè)用通用詞匯定義的語義模型，它是一種描述不同數(shù)據(jù)類別之間規(guī)則和依賴關(guān)系的一種層級(jí)分類表。語義模型的主要功能是保證不同數(shù)據(jù)類別保存期限的一致性。

質(zhì)量保證通過四種方法來檢查和驗(yàn)證模型質(zhì)量，以確保模型安全、可靠，分別是產(chǎn)品數(shù)據(jù)質(zhì)量檢查、歸檔規(guī)則檢查、穩(wěn)定性檢查和等價(jià)性驗(yàn)證。產(chǎn)品數(shù)據(jù)質(zhì)量檢查確保被歸檔的源數(shù)據(jù)符合有關(guān)組織所規(guī)定的數(shù)據(jù)產(chǎn)品質(zhì)量規(guī)則。歸檔規(guī)則檢查則是確保所歸檔的描述信息包含未來管理和利用模型所需的信息。穩(wěn)定性檢查則是確保在保存期間，歸檔數(shù)據(jù)得到有效維護(hù)，沒有改變。等價(jià)性驗(yàn)證則是保證數(shù)據(jù)在轉(zhuǎn)換之前和之后是相同的，轉(zhuǎn)換之后依然是可信賴的。

3 3D CAD模型長期保存的具體措施

在國內(nèi)，數(shù)字資源的長期歸檔與保存一直是研究的熱點(diǎn)，但是具體研究3D CAD模型的長期保存和獲取則較少，更沒有從國家或行業(yè)的層面提出解決框架或方案。結(jié)合國內(nèi)外實(shí)踐，借鑒電子文件管理經(jīng)驗(yàn)，采取必要措施亦能夠保證3D CAD模型長期可讀、安全、可靠。

產(chǎn)品數(shù)據(jù)在其整個(gè)生命周期中要經(jīng)歷三種狀態(tài)的轉(zhuǎn)變，即工作狀態(tài)、預(yù)發(fā)布狀態(tài)和發(fā)布狀態(tài)。工作狀態(tài)是指正在設(shè)計(jì)中的產(chǎn)品數(shù)據(jù)的狀態(tài)；預(yù)發(fā)布狀態(tài)是指已完成設(shè)計(jì)但尚未歸檔的產(chǎn)品數(shù)據(jù)的狀態(tài)；發(fā)布狀態(tài)是指已歸檔投入使用的產(chǎn)品數(shù)據(jù)的狀態(tài)。[2]從電子文件前端控制和全程管理的思路出發(fā)，以3D CAD模型為對(duì)象，在3D CAD模型生命周期的不同階段采用不同措施。在3D CAD模型生成過程中采取模型質(zhì)量控制措施，模型文件流轉(zhuǎn)過程中進(jìn)行更改與簽審控制，模型文件歸檔后采取邏輯與物理實(shí)體控制措施，確保3D CAD模型完整準(zhǔn)確、安全有序。

3.1 3D CAD模型的前端質(zhì)量控制措施

3.1.1 3D CAD模型設(shè)計(jì)規(guī)則控制。模型構(gòu)建者在使用三維設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行三維零件、組件及部件的設(shè)計(jì)過程中，點(diǎn)、線架、曲面和實(shí)體的使用和圖形表達(dá)遵循統(tǒng)一的設(shè)計(jì)規(guī)則，模型內(nèi)容信息結(jié)構(gòu)清晰、可理解，具有良好的通用與適應(yīng)能力。參考國家標(biāo)準(zhǔn)《機(jī)械產(chǎn)品三維建模通用規(guī)則》（GB/T 26099-2010），結(jié)合行業(yè)的具體要求，通過項(xiàng)目內(nèi)部技術(shù)文件的形式發(fā)布詳細(xì)的建模規(guī)則，包括建模的通用規(guī)定，坐標(biāo)系的選用，線形、線寬的設(shè)置，標(biāo)準(zhǔn)術(shù)語、概念、符號(hào)、計(jì)量單位的使用等。

3D CAD模型質(zhì)量控制的主要內(nèi)容包括：建模的一般要求、幾何要素的表達(dá)、專用建模要求以及模型的發(fā)放狀態(tài)要求。所有的三維模型按1︰1繪制，一個(gè)零件模型中只允許定義一個(gè)零件，部件和組件中的所有零件應(yīng)在各自的零件模型中定義。計(jì)量單位一般采用公制，尺寸單位為毫米（mm），重量單位為千克（Kg）。模型中的中心線、基準(zhǔn)線、參考線的線寬，模型中的邊界線、交線和輪廓線等的線寬為相應(yīng)的固定值。兩個(gè)元素間的間隙、重疊、過盈允許的最大值應(yīng)明確予以規(guī)定。所有的3D CAD模型都至少受控于一個(gè)坐標(biāo)系，使用總體坐標(biāo)系、輔助坐標(biāo)系或局部坐標(biāo)系進(jìn)行定位的模型，都應(yīng)該在信息結(jié)構(gòu)樹中定義坐標(biāo)系的標(biāo)識(shí)。結(jié)構(gòu)樹中的每一個(gè)元素都應(yīng)該采用標(biāo)準(zhǔn)術(shù)語進(jìn)行明確標(biāo)識(shí)。

在建模完成后，應(yīng)對(duì)模型進(jìn)行整理，剔除模型中的冗余元素，保證模型的簡潔、穩(wěn)定。比如，零件模型中除實(shí)體之外的所有圖形元素應(yīng)設(shè)置到NO Show狀態(tài)。所有模型在保存之前要進(jìn)行刷新操作，并清理模型內(nèi)部的邏輯錯(cuò)誤。

3.1.2 3D CAD模型命名規(guī)則控制。機(jī)械結(jié)構(gòu)是具有層次關(guān)系的零部件組成的復(fù)雜系統(tǒng)，就是一個(gè)部件可以分解為若干個(gè)零件和子部件，一個(gè)子部件又可以分解為若干個(gè)更下一層的零件和子部件。[3]機(jī)械產(chǎn)品的這一特性直觀地體現(xiàn)在3D CAD模型的命名規(guī)則上。一般情況下，3D CAD模型文件名由前綴和件號(hào)構(gòu)成，進(jìn)行結(jié)構(gòu)化編碼，具有唯一性、穩(wěn)定性等特征，清晰表明模型在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)中的層次關(guān)系。前綴即圖樣類型代碼，多為兩位大寫字母。例如：AB表示三維數(shù)模裝配件圖，AC表示三維數(shù)模零件圖等。件號(hào)是指零件、裝配件和安裝件的編號(hào)，依據(jù)本行業(yè)或本公司的產(chǎn)品編碼規(guī)則進(jìn)行編號(hào)。結(jié)構(gòu)化編碼易于管理，便于檢索。圖3為某汽車設(shè)計(jì)模型編碼示例。

AB_111XXX.catproduct表示是汽車底盤主減速器的蝸桿三維裝配圖。文件名可以進(jìn)行擴(kuò)展，在編碼后根據(jù)隸屬關(guān)系繼續(xù)編號(hào)，或者增加零件、組件順序號(hào)，也可以采用奇偶數(shù)標(biāo)識(shí)表示左右對(duì)稱件。文件名直觀揭示模型文件的內(nèi)容和類型，規(guī)范、穩(wěn)定、合理的命名確保3D CAD模型可檢索，是長期保存的基礎(chǔ)。

3.1.3 3D CAD模型保存格式控制。適合長期保存的3D CAD模型格式應(yīng)當(dāng)獨(dú)立于特定的軟件、平臺(tái)和環(huán)境。CAD 中間數(shù)據(jù)格式，也被稱為交換格式或中性格式，是方便不同品牌、廠商和版本的CAD系統(tǒng)之間交互數(shù)據(jù)而衍生出的模型格式，是CAD模型的一種特定格式，這種格式的模型文件可被絕大多數(shù)CAD系統(tǒng)識(shí)別和讀取。[4]目前主要有國際標(biāo)準(zhǔn)ISO 10303定義的STEP格式、美國標(biāo)準(zhǔn)IGES格式以及事實(shí)上被多數(shù)廠商支持的AutoCAD的DXF格式和Adobe公司的3D PDF格式。

STEP標(biāo)準(zhǔn)作為國際標(biāo)準(zhǔn)化組織制定的數(shù)據(jù)交換國際標(biāo)準(zhǔn)，已經(jīng)成為國際公認(rèn)的CAD模型文件全球統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，許多國家也都參考STEP標(biāo)準(zhǔn)推出了自己的國家標(biāo)準(zhǔn)。STEP信息覆蓋面廣泛、體系結(jié)構(gòu)嚴(yán)密、可擴(kuò)充性強(qiáng)、成熟度高，得到軟件商與國家層面的廣泛支持，成為3D CAD模型長期保存的首選方案。

除此之外，也可以選擇本行業(yè)內(nèi)穩(wěn)健、格式開放、不綁定軟硬件、利于存儲(chǔ)的其他文件格式。從3D CAD模型的原始格式轉(zhuǎn)化成適合長期保存的STEP或其他格式后，要對(duì)其進(jìn)行鑒證和驗(yàn)證，以確保原始格式和長期保存格式內(nèi)容一致，信息的損失量在可接受范圍內(nèi)。

3.2 3D CAD模型的更改和簽審控制措施

3.2.1 3D CAD模型的更改控制。國際對(duì)象管理組織（Object Management Group，OMG）認(rèn)為設(shè)計(jì)更改是一種流程，該流程由四個(gè)階段組成：設(shè)計(jì)更改問題的提出、設(shè)計(jì)更改申請(qǐng)、設(shè)計(jì)更改執(zhí)行和設(shè)計(jì)更改影響的傳播。設(shè)計(jì)更改是一項(xiàng)涉及人員組織、產(chǎn)品數(shù)據(jù)和更改流程的邏輯嚴(yán)密的閉環(huán)系統(tǒng)。零件的變號(hào)和版本的變化是更改的兩個(gè)主要方式，影響著產(chǎn)品的構(gòu)型。一種有效的零部件的更改和版本控制原則是：如果經(jīng)重新設(shè)計(jì)或者更改以后零部件的外形、裝配、功能和互換性等發(fā)生了改變，則要對(duì)零件編號(hào)重新指定；如果以上這些內(nèi)容不發(fā)生變化，零件的更改只是要糾正設(shè)計(jì)的錯(cuò)誤，則對(duì)零件的相應(yīng)文檔升版。[5]

版本控制是一種有效的保障CAD電子圖檔文件真實(shí)性的方法，是長期保存不可分割的組成部分。[6]不同性質(zhì)的更改流程不同，涉及構(gòu)型的影響范圍不同，因此通過不同的版本號(hào)予以區(qū)分。當(dāng)版本更新，新版本代替舊版本時(shí)，可以用B、C、D版等進(jìn)行標(biāo)識(shí)；當(dāng)對(duì)版本的改動(dòng)較小，需要快速執(zhí)行時(shí)，可以使用B1、B2、B3版等進(jìn)行標(biāo)識(shí)；臨時(shí)性的更改，則用001、002、003版等進(jìn)行標(biāo)識(shí)。所有的3D CAD模型必須具有版本號(hào)，其版本號(hào)類型的確定應(yīng)有明確的內(nèi)部文件規(guī)定。

3D CAD模型自身保存上下文信息的能力有限，因此對(duì)其的發(fā)送、更改、換版、作廢等設(shè)計(jì)更改需通過專門的操作文件在產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行。該文件記錄3D CAD模型更改原因、具體更改內(nèi)容、型號(hào)、更改執(zhí)行序列等，并記錄簽署人數(shù)字簽名、簽署時(shí)間等簽審信息。每一份3D CAD模型都有相對(duì)應(yīng)的操作文件，通過對(duì)操作文件的簽署實(shí)現(xiàn)對(duì)3D CAD模型文件的簽審，二者共同流轉(zhuǎn)，不可分割。操作文件與3D CAD模型文件具有相同的版本號(hào)，兩者具有相同的文件名，僅以類型代碼區(qū)分，兩者一起流轉(zhuǎn)、簽署、歸檔、發(fā)送，是定義產(chǎn)品不可分割的整體。

3.2.2 3D CAD模型的簽審控制。更改流程的管理是設(shè)計(jì)更改管理中關(guān)鍵的因素。[7]3D CAD模型形成后，經(jīng)過簽署流程進(jìn)行簽審，簽審是對(duì)模型內(nèi)容、質(zhì)量的全面審查。簽署完畢后，3D CAD模型從產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)歸檔至檔案系統(tǒng)長期保存，同時(shí)將模型發(fā)送至制造單位或供應(yīng)商進(jìn)行生產(chǎn)。3D CAD模型的簽審信息記錄在操作文檔中。

簽審流程具體有所不同，但一般包括四個(gè)角色。

（1）設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)是指3D CAD模型的構(gòu)建者，應(yīng)對(duì)模型的內(nèi)容、建模質(zhì)量全面負(fù)責(zé)，全面校核模型的正確性、協(xié)調(diào)性、完整性。流程中的任何一環(huán)節(jié)（審核、批準(zhǔn)）駁回時(shí)，流程將返回設(shè)計(jì)修改。

（2）審核。由專業(yè)主管簽署，負(fù)責(zé)檢查模型編制質(zhì)量，對(duì)本業(yè)務(wù)范圍內(nèi)的管理問題、協(xié)調(diào)問題以及其他重要技術(shù)問題負(fù)責(zé)，對(duì)發(fā)出模型的格式、編號(hào)、各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)選用的正確性及標(biāo)準(zhǔn)化方面的其他問題進(jìn)行審查，應(yīng)對(duì)模型涉及的重大技術(shù)內(nèi)容和管理內(nèi)容的正確性、合理性及完整性負(fù)責(zé)。

（3）會(huì)簽。影響材料、工藝、重量、構(gòu)型等其他專業(yè)的模型更改必須讓相關(guān)專業(yè)進(jìn)行會(huì)簽，確保工程更改得到協(xié)調(diào)處理。

（4）批準(zhǔn)。由副總設(shè)計(jì)師簽署或總設(shè)計(jì)師簽署。根據(jù)模型的涉及范圍和重要程度，經(jīng)總設(shè)計(jì)師授權(quán)，可由部門領(lǐng)導(dǎo)、授權(quán)的副主任設(shè)計(jì)師或副總設(shè)計(jì)師代行批準(zhǔn)權(quán)。一般情況下，只有涉及全局的文件才由總設(shè)計(jì)師簽署批準(zhǔn)。

文件號(hào)和版本共同構(gòu)成3D CAD模型的唯一標(biāo)識(shí)。舊版本或作廢版本的3D CAD模型嚴(yán)格受控、限制使用。結(jié)構(gòu)清晰、格式規(guī)范、含義明確的標(biāo)識(shí)是確保3D CAD模型長期可檢索、可獲得、可理解的關(guān)鍵因素。設(shè)計(jì)合理的變更和簽審流程，一方面提高工作效率，節(jié)省物力人力成本；另一方面確保模型文件的質(zhì)量控制得到落實(shí)，確保模型圖樣得到適當(dāng)授權(quán)，合法有效。

3.3 3D CAD模型邏輯與物理實(shí)體控制措施

3.3.1 3D CAD模型的邏輯控制。當(dāng)模型文件在產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)完成簽署、發(fā)送并歸檔后，3D CAD模型和相應(yīng)的操作文件實(shí)時(shí)、自動(dòng)遷移至檔案資源綜合管理系統(tǒng)，將處理的數(shù)據(jù)條目記錄在特定的數(shù)據(jù)庫表中，并記錄數(shù)據(jù)處理狀態(tài)。歸檔后的3D CAD模型管理權(quán)限移交至檔案人員，其他人員無權(quán)進(jìn)行更改、增刪等操作。由檔案人員完成數(shù)據(jù)接收、補(bǔ)充著錄、組卷等工作。根據(jù)3D CAD模型所屬的型號(hào)、設(shè)計(jì)生產(chǎn)階段建立案卷，將生產(chǎn)圖、非生產(chǎn)用圖和預(yù)生產(chǎn)圖、樣圖、模型及試驗(yàn)件圖等集中存放。

檔案資源綜合管理系統(tǒng)是管理3D CAD模型的主要工具、手段，其通過端口實(shí)現(xiàn)與產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的無縫銜接。產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)只管理現(xiàn)行有效的產(chǎn)品數(shù)據(jù)，而檔案資源綜合管理系統(tǒng)不僅存儲(chǔ)管理現(xiàn)行有效數(shù)據(jù)，還負(fù)責(zé)對(duì)作廢、換版等失效后數(shù)據(jù)的提供利用、日常維護(hù)、監(jiān)測(cè)管理等。檔案資源綜合管理系統(tǒng)提供利用接口模塊，實(shí)現(xiàn)對(duì)檔案資源的多重檢索查詢，提交利用申請(qǐng)流程，并提供合適的檔案信息響應(yīng)利用申請(qǐng)。對(duì)于失效的3D CAD模型的利用管控更加嚴(yán)格，非本專業(yè)的借閱者需要獲得3D CAD模型設(shè)計(jì)專業(yè)相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)的審批。

檔案資源綜合管理系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)采用符合國家檔案管理標(biāo)準(zhǔn)、檔案管理規(guī)范，被行業(yè)廣泛應(yīng)用的軟件產(chǎn)品。檔案資源綜合管理系統(tǒng)應(yīng)具有成熟的業(yè)務(wù)處理能力，完備的檢索、權(quán)限分配、利用、編研、數(shù)據(jù)導(dǎo)入導(dǎo)出等功能，還必須具有功能可擴(kuò)展、可移植等特性，具有一定的系統(tǒng)升級(jí)能力。

3.3.2 3D CAD模型的物理實(shí)體控制。檔案物理存貯由技術(shù)支持部門負(fù)責(zé)。技術(shù)部門負(fù)責(zé)全系統(tǒng)內(nèi)服務(wù)器及存儲(chǔ)系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)及安全系統(tǒng)、機(jī)房基礎(chǔ)設(shè)施和備份軟件的日常運(yùn)維及安全保障。建立健全數(shù)據(jù)中心的巡檢制度，做好防火、防盜、防潮、防強(qiáng)磁等工作，避免存儲(chǔ)設(shè)備的物理損傷，對(duì)各種原因?qū)е碌牟糠址?wù)器及存儲(chǔ)設(shè)備的故障應(yīng)及時(shí)處理。

檔案系統(tǒng)由技術(shù)部門負(fù)責(zé)備份，對(duì)于重要檔案采用異地異質(zhì)備份系統(tǒng)。在目前的技術(shù)條件下，硬盤以及以硬盤為基礎(chǔ)的各種存儲(chǔ)系統(tǒng)（磁盤陣列、NAS存儲(chǔ)、SAN存儲(chǔ)、集群存儲(chǔ)等）仍為主流存儲(chǔ)方式。但是，硬盤由于受到機(jī)械結(jié)構(gòu)的限制，只能保固3～5年，時(shí)間過久普遍會(huì)出現(xiàn)壞道甚至數(shù)據(jù)損毀。因此，技術(shù)部門需定期檢測(cè)數(shù)據(jù)并更新存儲(chǔ)介質(zhì)。磁帶因具有價(jià)格低廉、容量可擴(kuò)展性強(qiáng)、安全性高、性能穩(wěn)定、文件系統(tǒng)獨(dú)立等特性，在長期保存數(shù)據(jù)方面擁有磁盤無法取代的優(yōu)勢(shì)。[8]因此，技術(shù)部門應(yīng)將長期保存的數(shù)據(jù)適時(shí)遷移備份至磁帶載體，并做到安全保管。

4 總結(jié)

3D CAD模型既面對(duì)一般電子文件長期保存的難點(diǎn)，也有其自身特點(diǎn)的挑戰(zhàn)。在沒有統(tǒng)一的解決方案的前提下，從3D CAD模型的全生命周期管理角度，從模型生成階段、模型流轉(zhuǎn)階段到模型的穩(wěn)定保存階段，做好每一階段的工作，亦不失為一種長期保存與利用的解決辦法。

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（作者單位：上海飛機(jī)設(shè)計(jì)研究院 來稿日期：2017-04-05）