大型复杂产品的设计开发具有周期长、过程复杂、技术密集、数据繁多、信息交互频繁等特点。研究探索其中科学的管理方法和技术，对于加深对复杂产品的理解与认识，提高整个产品设计开发管理水平具有重要的现实意义和应用价值。本文在分析了国内外相关领域研究现状的基础上，针对复杂产品设计开发的特点，提出了面向复杂产品设计过程优化的总体管理框架，并对其中的数据模型、以及围绕模型的设计过程规划、过程执行仿真、设计任务群体评价及设计过程模板知识挖掘等若干关键技术进行了研究。　　首先，分析复杂产品设计开发管理的实际需求及不足，针对产品数据、设计资源与设计过程之间的相互关联及过程所起的集成作用，建立了基于数据模型、面向过程优化的复杂产品设计过程管理框架。研究了产品数据的动态演化与产品开发过程的关系。以适应性对象建模思想为基础，针对复杂产品进行数据模型的构建，并将数据模型与设计过程进行集成，为产品设计开发管理奠定了基础。　　研究了设计任务规划问题，针对设计任务中知识型员工资源的柔性特点，在规划建模中考虑资源具备不同技能及不同技能等级的情况。同时考虑设计项目决策环境的复杂性，建立了综合考虑项目工期、任务执行质量及资源负载的设计任务多目标优化模型。针对该模型，将病毒协同进化算法与快速非支配排序算法相结合进行求解。算法可以获得更加宽广、多样的解集，以满足复杂的设计决策环境。　　对设计项目执行过程中的变更及变更影响传播进行了分析，基于变更可能性、变更影响大小等概念，采用多值动态因果图对项目执行过程中的变更与返工进行建模。结合多准则变更影响范围的定性分析，利用多级因果推理定量的计算变更影响的大小。基于该模型，结合对不确定工期的拉丁超立方体采样，设计了项目过程执行的离散事件仿真算法，通过算法执行可预测项目及任务的工期概率分布，为过程管理提供合理的参考。　　研究面向过程改进的设计任务群体评价。综合考虑设计输出结果与设计过程执行的质量，建立了设计任务的评价指标体系，同时考虑设计输入质量对任务执行及输出造成的影响，提出了相对评价与绝对评价的概念。采用梯形模糊数统一描述多种异构的评价信息，并基于信息熵和偏差最小化方法，将主观模糊权重与客观权重相结合对属性及决策者进行赋权。在此基础上，基于逼近理想解排序给出了设计任务模糊群体评价方法。　　为有效利用设计过程知识提高产品开发的效率及可靠性，对设计过程模板知识的挖掘进行了研究。给出了模板知识挖掘的框架。基于图理论对过程实例进行描述，在对过程任务节点进行二分图最优匹配的基础上，给出了任务节点相似和过程结构相似的度量，进而获得整个过程的相似度。对仿射传播聚类算法进行扩展并应用于过程模板知识的挖掘中。扩展中考虑偏好参数选择问题、过程聚类的有效性及聚类质量的评价，实现了半监督优化聚类。　　最后，以山东核电设备制造有限公司企业信息化项目为应用背景，探讨了相关技术的实际应用。从公司产品设计部门的实际需求出发，开发了基于Web的核电设备产品数据管理系统，详细讨论了系统体系结构的搭建，介绍了相关信息模型及主要功能模块的设计，给出了系统运行实例，并对应用效果进行了总结分析。