协同设计在结构设计管控中的应用

叶　蓁，唐　浩

(浙江绿城六和建筑设计有限公司，浙江 杭州 310013)



协同设计在结构设计管控中的应用

叶蓁，唐浩

(浙江绿城六和建筑设计有限公司，浙江 杭州 310013)

摘要：为应对日趋复杂的设计建造体系及不断压缩的设计周期，协同设计已成为建筑设计行业发展的一个重要方向。通过协同设计在实际工程中的实践，本文总结了结构专业在应用协同设计平台时的操作要点及协同设计在结构设计管控中的作用。

关键词：协同设计；设计管控；参照引用；流程优化

建筑设计行业的竞争日愈激烈，业主经常要求缩短设计周期特别是施工图设计时间，致使设计公司设计进度管理的难度逐渐加大；另外，建筑设计的体量日趋庞大，造型也日趋复杂，传统的“流水线”式的设计模式，容易因设计信息传递的不便利产生失误与浪费。协同设计是有效解决上述问题的方法，近些年来，很多设计公司进行了协同设计实践[1-2]。本文通过阐述协同设计的主要作用及结构专业协同设计的实施要点，谈谈协同设计在结构设计流程优化、人员安排及设计质量提升中的应用。

1协同设计的作用

协同设计在Windows系统下通过组建“域”的平台，利用AUTOCAD外部参照的链接引用功能，实现了一个可协同工作的虚拟环境，在此统一的平台上，实现各专业图纸关键信息元的单一性，实现一处修改其他地方自动修改，以减少因沟通不畅或沟通不及时导致的错、漏、碰，从而提升整体的设计效率和质量。

与传统设计模式相比，协同设计有以下特点和作用：1)提高不同专业之间提资的准确性与及时性；2)自动完成专业内和专业之间提资；3)自动生成图纸目录，自动修改图签；4)统一的文件命名方式和存放路径；5)统一的绘图习惯；6)通过使用图纸集功能对图纸进行集中管理。

2结构专业协同设计的实施要点

实现协同设计，“软件”上需要几个前提条件：1)制定统一的图层标准；2)制定统一的文件命名及存放方式；3)制定图纸拆分原则和参照文件。另外，“硬件”上需要一个带宽较大的网络平台及专门的服务器。

在协同设计平台下，通过CAD外部参照及引用技术，对专业内、专业间的互提资料图层进行分类和处理；一般将图层分为引用、参考、其他三类。引用类是指能够直接参照在图上，出图打印的，比如结构专业的墙柱图和设备专业提供的管井洞口等；参考类是指包含有用的提资内容，但无法直接打印的图层，如建筑的平面图等；其他类则是不包含提资内容的层，可以关闭。拆分图纸的工作可以通过AUTOLISP语言编写的程序快速实现。

图1　结构专业设计图拆分及引用示意图

如图1所示，以项目A01为例，结构专业根据图纸内容一般可拆分为5个文件，即A01-PILE-P、A01-FNDN-P、A01-COLU-P、A01-BEAM-P、A01-DETL-D；另外还需要拆分一个参照文件STRU-A01-COLU，图层为各层结构墙柱布置图的轮廓线和填充。通过参照和引用，墙柱参照文件(STRU-A01-COLU)在各拆分图中可实现联动实时的修改；建筑、设备专业各图纸在引用此参照文件后，也可实现墙柱实时联动修改；同样的道理，建筑平面图、集水井布置图和设备的管井布置图也可通过引用参照文件实现联动实时修改。

3协同设计在结构设计管控中的应用

3.1协同设计对结构设计的流程优化

传统的“流水线”式的设计模式，容易因沟通不及时或设计信息传递得不到位产生设计失误或造成时间上的浪费，一位设计师偶然产生的坏影响可能耽误一个专业，从而影响整个设计任务。如采用协同设计，通过各信息的整合和统一，可以实现设计流程的优化，包括专业内和专业间的流程优化。从图2可以看出，在协同设计平台下，设计人员可在服务器中实时交换数据和信息，不需要各专业之间反复以文件传递的方式传递修改信息，减少冗余文件的传递、存放和读取，实现各专业套图的自动化。各结构设计师在协同平台下设计、提资，同时也可以实时查询其他同事的设计做法，方便统一；同时，结构专业负责人可通过平台服务器对结构设计的整个流程和进度进行监控和管理，及时发现影响设计进度和设计质量的关键问题，解决好协调和统一工作；此外，审核人员也可在服务器的支持下，利用碎片化的时间随时对图纸进行校审，比方说在施工图进行一半的阶段，此时，结构竖向构件也已基本确定，审核人员可直接打开服务器中设计图，进行竖向构件布置的审核及批注，设计人员则同步显示校审意见，及时修改，提高校审效率。在施工图完成阶段，通过使用图纸集，实现批量打图，批量发布图纸，统一好文件的存放，理顺图纸的归档要求。可以说，协同设计通过部分结构设计工作交叉进行或提前进行，以提高关键内容的把控能力，实现了对传统单一渐进式的设计流程的优化。

图2　协同设计流程管理示意图

3.2协同设计对设计人员安排的优化

面对越来越大的设计体量和越来越复杂的建筑造型，设计周期又相当短时，传统设计任务分配模式一般是“加人”，及增加设计水平较高的工程师以应对，这样的人员安排并不合理。以前述的项目A01为例，项目A01为海边一度假酒店，地上建筑面积为4万m2，2层商业裙房和2幢14层高层酒店，2幢高层酒店建筑平面布置类似，裙房设抗震缝。结构体系为框架-剪力墙结构，地下室2万m2(含4个人防单元)，该项目施工图的设计周期较短。按传统方案及协同方案的工作量分配及对结构设计人员的要求见表1。

表1　传统分配方案与CAD协同方案对工作分配与人员要求的比较表

注：根据设计人员的设计水平将人员要求分为三种类型:Ⅰ类，成熟的工程师，能独立完成较复杂的建模分析及施工图设计；Ⅱ类，一般的工程师，能完成一般模型的设计及施工图设计；Ⅲ类，即助理工程师水准，一般项目中的辅助制图。

对按传统的分配方案，并不是不能参照CAD协同方案来分配工作任务，但是由于文件传输及信息传递的不及时，“错漏碰缺”等问题产生的可能性会大大增加。按传统方案，上部2幢高层平面布置虽然接近，但由于不同的人设计，结构布置可能会有所不同，这样一来协调统一的工作量会增大。本项目地下室含4个人防单元，墙柱布置情况比较复杂，且通常不能一次到位，按传统模式，结构内部5人之间需不时反复提条件，效率较低，出错可能性较大；按协同方案，地下室墙柱和基础设计任务可由该项目中水平相对较高的人来担任，同时降低其底板制图的工作量，提高整体效率。

从上述分析及表1可以看出，按照CAD协同设计方案，可根据不同的设计人数、人员水平重新进行工作任务的再分配，以降低项目对设计人员水平的整体要求；通过协同设计平台，保证不同设计人员之间图纸关键元素的统一，降低出错概率。总之，协同设计可以提高不同层次的设计人员在同一个项目中的配合度，提高各不同层次设计人员的工作效率，同时，也可优化项目内设计人员的安排，提高整个设计公司的人员使用效率。

3.3协同设计对提高结构设计质量的作用

对设计公司来说，图纸质量是重中之重的问题，也是一个管理难度很大的问题。在传统模式下，设计人员的个体因素对图纸质量几乎起着决定性的作用。协同设计通过减少部分琐碎工作量或部分重复劳动，减少制图的时间，促使设计人员把时间用于思考优化设计和精细化设计，真正提高图纸质量；通过统一的设计平台，因人而异的工作任务分配，可以降低部分个体特性，接近达到统一的设计风格和图纸质量。按照前述的图纸拆分和参照引用方法，仍以项目A01为例，协同设计可对结构的设计质量进行一定提升，根据不同的设计内容，按设计质量提升类型类型列于表2。

表2　协同平台设计质量提升类型表

注：a.琐碎工作量减少；b.提高本专业的配合效率，减少套图工作；c.提高专业间的配合效率，减少错漏碰缺；d.有助拆分图纸，优化设计人员工作量分配。

3.4专业间协同要点体会

协同设计不光体现在一个专业内，更重要的是专业间的协同。专业间的协同使工程处于一种动态平衡中，及时有效的沟通机制是工程设计的关键。项目负责人负责沟通协调各专业的重要节点，准时更新图纸，确保其他专业及时收到准确信息；专业负责人也应了解其他专业在每个阶段的侧重点，有的放矢，使工程的协同设计稳步向前；而设计人员需要按照协同设计的要求及相关操作，保证图纸的规范性、统一性，减少由于个人原因而影响协同设计的顺利进行。

4结语

综合来看，协同设计通过图纸拆分及参照引用可以优化结构设计的流程；优化不同设计水平人员的工作量分配；让设计师即时共享资源、协作修改设计，减少琐碎的工作量，减少部分重复制图的工作量，减少部分错漏碰缺问题，提高各专业间的配合效率，提升企业生产效率及成本效益。一般来说，项目的体量越大，复杂程度越高，各专业配合度要求越高，越能体现协同设计的力量。

参 考 文 献

[1]吴吉明.基于设计院体制的协同模式研究：以利山大厦项目实际为例[J].土木建筑工程信息技术，2015(4)：1-9.

[2]周欣.利用AutoLisp解决建筑协同设计中的互提资料问题[J].山西建筑,2013,39(1):155-156.

收稿日期：2016-01-18

作者简介：叶蓁(1982—)，男，浙江衢州人，工程师，从事结构设计工作。

中图分类号：TU318

文献标志码：B

文章编号：1008-3707(2016)03-0015-03

Application of the Coordination Design in theControl of the Structural Design

YE Zhen, TANG Hao