0 引言
掘進機設計過程中圖紙、文檔、三維模型、分析數(shù)據(jù)等文件不僅種類多，而且數(shù)量龐大。對于一種機型來說一套完整的掘進機設計圖紙起碼在千張以上，相應的計算書、說明書、圖冊等數(shù)量更是可觀，那么所有機型的文件加在一起要以萬為單位來計量了。而且設計流程中不可避免地存在圖紙修改、升級，以及不同機型共用相同圖紙等現(xiàn)象，由此帶來的圖紙版本管理、安全管理以及圖紙共享等問題非常突出，耗費了設計人員巨大的精力，造成設計工作效率低下和不必要的資源浪費。因此在網絡化設計的大背景下，一套行之有效的圖文檔管理系統(tǒng)是非常必要的。
1 問題分析與解決方案
1.1 當前狀況與主要問題
目前設計人員按掘進機功能劃分為總體設計組與不同的專業(yè)設計組，各設計組的工作分工是比較專業(yè)和明確的。總體設計人員主要負責整機設計并協(xié)調各專業(yè)設計組之間的溝通和配合。各專業(yè)設計組人員進行的是特定機器部件的設計工作。因此他們的計算機上一般只存儲與本專業(yè)相關的文件。最后所有的文件都要匯總到總體設計人員的計算機上。
這個系統(tǒng)（見圖1）中所有設計人員的計算機都通過1臺交換機構成了1個局域網，每1臺計算機作為1個獨立的設計節(jié)點，在局域網地位是平等的。這樣就造成總體設計人員要建立很多文件夾來存儲所有設計人員的文件，而每個設計人員在更改自己的圖紙后都要及時通知總體設計人員，否則就會造成不同部件之間出現(xiàn)干涉。而不同專業(yè)組之間相同的部分都要由總體人員統(tǒng)計，尤其是通用件和標準件，這就會大大加重工作量并同時容易出現(xiàn)錯誤，造成浪費。因此必須建立一套自動化的圖文檔管理系統(tǒng)，讓設計人員從這種瑣碎繁雜的工作中解放出來，全身心地投入到產品研發(fā)與改進上。
圖1 系統(tǒng)以前網絡結構體系
1.2 具體解決方案
解決這些問題，需在當前實際條件下，以最小的代價，最快的速度，并能取得較好的效果，不能因為新系統(tǒng)的使用而影響正常的工作。
(1)硬件解決方案
在網絡布置上這種結構是在建造過程中就預先布好線的，如果要改動可能會涉及基建，工程量較大，周期較長。經過調查比較，發(fā)現(xiàn)CAXA圖文檔管理系統(tǒng)。它所要求的硬件環(huán)境與當前結構比較相近，而且現(xiàn)有工作人員的二維設計軟件也是CAXA，這樣就不存在重新學習培訓的問題。CAXA圖文檔管理系統(tǒng)只要求所有設計計算機在一個局域網內，并可以將局域網內任何1臺計算機作為服務器，安裝服務器端軟件，作為電子倉庫，其他計算機上安裝客戶端軟件，作為工作節(jié)點。為了設計更加安全和穩(wěn)定，采用了如圖2所示結構，即在原硬件基礎上增加了圖文檔和域服務器。圖文檔服務器主要作為電子倉庫，采取大容量高速硬盤，所有設計人員的文檔全部存儲在這里。域服務器統(tǒng)一配置各設計節(jié)點的網絡管理和軟件管理，保證各節(jié)點的統(tǒng)一與同步性，使每個設計人員都有特定的權限在本地完成網絡內工作，提高設計效率。
圖2 系統(tǒng)當前硬件結構體系
(2)軟件解決方案
軟件系統(tǒng)由圖文檔服務器端、數(shù)據(jù)庫軟件和客戶端三部分組成，如圖3。其中服務器端和數(shù)據(jù)庫管理軟件安裝在圖文檔服務器上，主要作為電子倉庫來存儲和管理圖文檔數(shù)據(jù)，客戶端軟件包括圖文檔管理以及各種繪圖軟件。結合軟件結構，整個工作流程：首先是根據(jù)市場需求進行調研，進行前期方案設計，方案成熟后開始進行總體設計。總體設計完成后各參與的設計小組都會拿到自己的工作任務及具體參數(shù)并開始詳細設計，這個過程如果用到的通用件和標準件如果在電子倉庫中存在，設計人員可以直接借用，如果是新零件那么就在電子倉庫中創(chuàng)建，其他人員如果有一樣的同樣可以借用。而圖文檔管理軟件自身的版本管理也可以讓設計者不會混淆丟失任何一張圖紙。所有圖紙完成后就可以發(fā)布打印并交付生產了。
在這個過程中，所有人員本地計算機上都不存在圖紙，所有圖紙都是在服務器電子倉庫內，保證不會重復，而服務器的雙硬盤備份措施以及光驅備份功能都可以保證數(shù)據(jù)的安全與穩(wěn)定。
圖3 系統(tǒng)軟件結構及工作流程
2 圖文檔管理系統(tǒng)主要功能
根據(jù)掘進機設計過程的需要，圖文檔管理系統(tǒng)具有的主要功能：
(1)數(shù)據(jù)安全管理
①所有登陸系統(tǒng)的用戶都對應一定的角色，角色的操作權限由管理員控制，其相應工作都需要經過授權，保證了不同用戶具有不同操作權限的可控性；
②權限的控制可細化到零件一級。對產品中某些核心零部件，可以單獨指定負責人，其他項目組成員不能對其進行操作：
③所有的電子文檔都可以上傳到服務器集中管理，使個人計算機中不再存在產品資料；上傳到服務器中的數(shù)據(jù)都是自動加密的，即使服務器的硬盤丟失，在其他地方數(shù)據(jù)也是不可讀取的。
(2)文檔電子倉庫
圖文檔采用客戶/服務器方式，通過網絡將原來存放在個人計算機上的圖紙存儲在服務器保存。這就好比在企業(yè)網絡中建立一個電子倉庫，集中管理所有的電子資料，實現(xiàn)資料的安全與共享。
(3)產品結構管理
圖文檔以樹狀結構描述產品零部件之間的裝配關系，按照產品大類、產品細類、產品的順序等來組織產品的文檔結構，而這些產品結構能夠很方便地從已有的二維圖紙中提取信息自動生成，使維護產品結構非常輕松。
(4)文檔版本管理
已有的圖紙文檔也不是一成不變的，經常需要發(fā)生更改。對新加入到服務器的文檔，系統(tǒng)會自動生成一個版本號，此時文檔可以檢出更改，更改完成入庫之后小版本號自動更新；當設計完成后文檔可以發(fā)布，發(fā)布后的文檔圖標、版本號都會自動更新，與原來設計狀態(tài)有區(qū)分；發(fā)布后的版本相當于企業(yè)圖紙的受控版本，若要更改必須經過負責人審核，并重新發(fā)布。以上各狀態(tài)下生成的版本都有記錄，都可以回滾。對于已經定型不再發(fā)生更改的文檔，還可以把它歸檔，作為通用資料來使用。
(5)圖紙文檔檢索
以前查找圖紙是非常費時麻煩的一件事情，而對電子倉庫中的所有文檔進行查詢，圖文檔在10萬張圖紙中查詢到所需文件的時間會＜10s。而查詢方式也是多種多樣的，既可以直接提取圖紙標題欄的信息，比如說設計人員、材料類型等，也可以根據(jù)日前、數(shù)據(jù)大小等進行查詢，查詢得到的結果也能夠直接瀏覽、編輯和復制。圖文檔檢索可以大大提高查找資料的速度，明顯提高工程師的工作效率。
(6)設計數(shù)據(jù)重用
掘進機設計很多時候都是改型設計，需要借用舊產品進行部分更改。圖文檔提供了數(shù)據(jù)重用方案，支持完全借用和復制后更改2種設計方法。這樣，可以很好地進行知識重用。只要通過借用、部分更改等就可以從基本產品上派生出許多變型產品，提高產品設計效率，降低設計成本。
(7)生產報表管理
在生產報表管理方面，圖文檔也提供了專門的解決方案。設計人員設計好圖紙后，標題欄、明細表的信息可以自動調入到圖文檔系統(tǒng)中，并且可以根據(jù)這些信息快速匯總生成外購件、標準件、外協(xié)件等清單，并可方便地輸出和打印。在原有模式設計中，報表統(tǒng)計占用了設計人員大量時間，圖文檔可以把設計人員從這種煩瑣的工作中解放出來。
(8)系統(tǒng)操作工具
圖文檔提供了一系列常用的操作方式，如批量入庫、圖紙導出、拼圖打印、表單定義、報表定義等等，幫助設計人員更好、更快地管理圖紙，提高工作效率。
3 結語
目前，圖文檔系統(tǒng)已經穩(wěn)定地運行了，經過所有設計人員的積極參與，達到了預期的效果。通過圖文檔的應用保證了圖紙的安全，降低了設計人員的工作強度，提高了設計的協(xié)調分工與工作效率。主要不足表現(xiàn)在電子倉庫的容量對三維圖像翻分析數(shù)據(jù)來說有些不足，目前這部分數(shù)據(jù)采用分散存儲的模式，下一步需要采取一定措施對其進行優(yōu)化管理。
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