复杂产品设计涉及不同领域、不同层次、不同类型的知识,一般采用多领域协同设计模式。由于复杂产品在国防军工及国民经济领域有着重要应用,因此提高复杂产品设计效率,对于国家安全及经济持续发展有着重要意义。综合集成法是我国科学家提出的处理复杂系统问题的有效方法,综合集成研讨厅是综合集成法的应用形式,其实质是将专家体系、知识体系、机器体系有机结合,把各种学科理论与人的经验、知识结合起来,共同用于复杂系统相关问题的处理。本文以大型武器系统及流程工厂设计为背景,研究利用综合集成法提高复杂产品协同设计效率的模型、方法。通过构建兼有群体研讨、项目管理、协同决策、三维可视化等功能的面向复杂产品协同设计的综合集成研讨厅,为设计专家提供全过程的、统一的协同平台。分布在不同地点的设计专家并行进行设计活动,在各个设计关键阶段利用该研讨厅进行设计任务调度,进行设计信息共享,进行设计方案的群体讨论,协同决策彼此相关的问题,协同进行设计结果的检查与修改,以达到缩短复杂产品设计周期、提高复杂产品设计质量、降低复杂产品设计成本的目的。论文首先以综合集成法为指导,建立了复杂产品协同设计过程模型及总体框架；然后研究了相关关键技术,即群体研讨中共识分析、项目管理中任务调度、协同决策中系统综合、三维可视化中三维校审；最后构建了研讨厅原型系统。本文主要成果包括：1.基于综合集成法的复杂产品协同设计过程模型及总体框架建立过程模型,将设计过程有效地表达出来,是协同设计的基础。针对复杂产品设计过程的特征,根据综合集成法,建立了一个以时间、粒度、并行度三维分布的多层次复杂产品协同设计过程模型。该过程模型在时间维强调多阶段综合,在并行度维强调多专业综合,在粒度维强调分解与综合的迭代。在该过程模型基础上,结合专家体系、知识体系、机器体系,提出基于综合集成法的复杂产品协同设计总体框架。该框架中机器体系依靠知识体系中的知识给专家群体提供帮助,专家群体在机器体系提供的项目管理、群体研讨、协同决策、三维可视化等支持工具帮助下,实现人机结合、多专业结合、多阶段结合的协同设计过程,以提高复杂产品的协同设计效率。2.支持专家群体研讨的共识分析方法实时、准确的了解当前研讨的共识状态,能够提高设计专家在研讨厅中的研讨效率。针对发散型研讨具有连续性、模糊性、复杂性等特点,提出了一种基于云模型与证据理论的共识分析方法。该方法利用云模型根据研讨信息间语义关系求取每条发言表达的意见;并利用证据理论根据某专家所有时刻发言表达的意见推理该专家意见；最后根据求得的各专家意见形成定性的专家意见分布图和定量的共识水平、关注水平。实例表明该方法能有效地分析出当前群体研讨的共识状态,促进共识的达成。3.定性与定量相结合的设计任务调度方法设计任务调度在时间上、质量上对复杂产品协同设计有着重要意义。针对在复杂产品协同设计过程中任务调度存在的问题,建立了定性与定量相结合的调度模型,提出了基于案例推理的任务设计时间估算策略以及基于遗传算法的模型求解策略。调度模型通过引入调度主、客体的隐性知识,综合考虑定性指标与定量指标对协同设计的影响；时间估算策略以设计单元以往完成任务的信息为依据,提高了时间估算的合理性；模型求解策略能够保证搜索空间的完全性,在满足任务间约束的前提下,快速求得最优调度。实例结果表明,该方法是有效的,它能缩短设计周期,提高设计质量。4.人机结合的系统综合方法系统综合实质上是一个面向方案组合优化的决策过程。针对复杂产品协同设计过程中系统综合存在的方案组合量大、评价体系复杂、综合效率低等问题,提出了人机结合的系统综合方法。首先基于AHP法由定性到定量的构建系统评价指标体系,然后基于交互式遗传算法,将定性与定量相结合的综合评价作为适应度进行各项遗传操作,在多次迭代中进行方案整体筛选。实例表明方法能大幅提高系统综合效率。5.计算机支持的多专业三维校审改进方法校审实质上是一个冲突发现及冲突解决的过程。利用计算机进行三维校审不但可以使校审人员身临其境的对设计结果进行检查,以提高设计错误及设计冲突的发现率,还可以利用计算机的强大计算能力进行自动、半自动检查,以降低校审人员的工作强度,缩短校审时间。然而多专业三维校审中,存在信息结构异、类型多、数量大与计算机性能有限之间的矛盾。为了在普通PC机上实现多专业三维校审,提出了场景树与属性树相结合的信息模型以及基于可编程图形管线的复杂场景多分辨率绘制方法。信息模型不仅能对来自不同CAD系统的信息进行统一组织,还能优化信息查询速度。多分辨率绘制方法能够在保证绘制质量的前提下满足大规模复杂场景漫游的实时性要求,且预处理时间极短并无需额外硬盘空间。实例证明了该方法的有效性和实用性。