随着现代科学技术的发展与市场竞争的日益激烈，产品的技术含量和复杂程度不断增加，用户越来越追求产品的广义质量，而产品的广义质量取决于产品的设计。概念设计是产品设计过程中最具有创造性的阶段，其作用至关重要，产品概念设计方案的质量决定了产品最终价值的80%以上。为了取得满意的产品概念设计方案，国内外学者提出了许多设计理论与方法，如何在产品设计过程中进行选择和运用，实现不同设计方法的有机组合，一直是研究的热点。为提高产品的设计效率，实现设计自动化成为人们追求的目标之一。在设计过程中要保证不同的设计系统、企业和部门之间产品数据的交换，必须建立产品信息模型，以实现产品全生命周期各种信息的共享。本文主要研究内容包括：1．研究现代设计理论和方法，分析系统化设计、公理设计和TRIZ理论的研究现状和设计模型，归纳三种理论基于功能的推理模型。2．通过对系统化设计理论、公理设计理论和TRIZ理论深入研究，提出集三种设计理论有机结合的集成概念设计模型。该模型利用系统化设计理论确定产品初始概念设计方案，应用公理设计理论的独立公理进行功能分解，利用TRIZ理论解决耦合问题，得到创新概念最优设计方案。3．提出基于功能优化设计的FTMC推理模型，形式化描述其推理过程。将功能层的基体功能映射到转换层相应的变体功能，再映射到机构层相应的机构，解决功构映射过程，得到满足功能的产品方案。4.提出集成设计过程模型，利用概念设计目标指导详细设计，详细设计细化概念设计的产品结构，并确定参数。建立概念设计到详细设计的映射模型，采用图形和矩阵形式描述详细设计阶段的功能、特征及功能-特征关系，为计算机语言描述提供基础。5.分析产品信息建模的研究成果，建立基于STEP的通用产品设计过程信息模型。该模型采用EXPRESS语言描述产品概念设计和详细设计过程。6.运用所构建的集成设计过程模型对免耕播种机进行设计，制作原理性模型，完成试验研究，结果表明该方案具有良好的破茬和播种性能，满足用户的潜在需求，验证所构建的产品集成设计过程模型的合理性及可行性。