随着当今世界经济的快速发展,人类社会消费从以有形产品为主体的工业社会消费形态步入了以无形服务为主体的后工业社会消费形态。在制造领域,愈演愈烈的制造业竞争,也迫使各有形产品制造企业把大部分精力从产品制造转移到为用户提供全方位的服务上来,以提高有形产品的附加值,从而增强其竞争力。产品服务系统是适应市场需求的产品与服务的有机组合,通过提供优质服务来提高产品整体效用及消费者满意度。数控机床是制造业的关键基础装备,是先进制造技术的载体。因此,将产品服务系统设计引入到数控机床领域进行研究,具有重要的理论意义和实用价值。本论文的主要工作有：(1)在总结产品服务系统建模方法的基础上,构建了产品服务系统过程模型,并对产品服务系统设计过程的关键因素建模,建立了需求域模型、功能域模型及技术域模型,然后构建了表达需求域、功能域及技术域之间映射关系和映射方式的模型。最后以ETC系列卧式数控机床为例验证了需求域模型及功能域模型的合理性。(2)在研究服务模块划分方法的基础上,提出了一种科学的服务模块划分方法,将服务功能分解得到的功能元(即服务活动),基于Kruskal算法生成最小生成树,选取阈值得到服务模块划分方案集,然后基于改进密切值法对服务模块划分方案进行评价,得到最终服务模块划分方案。(3)以全生命周期模块化设计思想为指导,对产品功能分解得到的功能元(即零部件),采用基于SAGA的模糊C-均值聚类算法进行聚类分析,得到产品模块划分方案。(4)针对上述工作得到的需求域、功能域及技术域,基于质量功能展开思想构建了两阶段质量屋,基于RAHP确定了客户需求权重,并基于相关分析理论对质量屋的一致性进行检验,然后确定了功能特征及技术特征的目标属性值,最后构建了集成化的产品服务体系结构。本文对面向数控机床的产品服务系统信息建模、产品与服务的模块化设计进行了研究,并基于质量功能展开完成了需求域、功能域及技术域的映射关系表达,实现了产品与服务的集成,对提高产品服务系统的开发效率有一定的借鉴意义。