制造业是我国经济、社会发展的重要支柱。进入新世纪,随着客户对产品多样化、个性化需求的日益增强,国内外先进的制造企业纷纷致力于通过提高产品创新设计能力、掌握产品创新设计方法、学习产品创新设计理论、应用产品创新设计工具来提高企业在市场中的竞争力。为此,如何提高快速响应市场的、满足客户需求的、智能化的产品创新设计能力,压缩产品设计周期,降低产品设计与制造成本成为企业追求的目标。本文针对产品创新设计关键技术及创新设计集成应用平台构建进行了研究与探索,主要内容包括：(1)构建了面向创新设计的产品客户需求分析模型,给出了客户需求的特点,总结了客户需求获取的方法,结合产品属性特征实现客户需求的分类,通过语义分解、语义转换、需求合并与扩展补充实现客户需求的描述,并构建了结构化的客户需求层级表达模型；提出了基于加性一致模糊互补判断矩阵的欧氏空间距离排序法,结合模糊层次分析法与熵处理法,构建了多元权重向量结构的客户需求重要度计算模型,以数控机床关键零部件的客户需求重要度计算为例进行了验证；对客户需求功能进行描述,构建了客户需求功能属性特征表达矩阵。(2)为了研究和提高产品创新设计过程中的创意产生,提出了创新设计创意生成结构化图形表示方法(Idea Generation Structured Graphical Representation Method, IGSG),介绍了该方法的理论基础和关键应用技术；给出了一种基于口语分析与链接标记法的创意生成认知试验研究方法,介绍了试验方法的理论基础和技术方法,进行了试验方法的设计,利用口语分析和链接标记法对创意生成方法进行分析与计算,通过熵值散点拟合绘制不同熵值变化趋势曲线并进行分析,检验了创意生成技法的产出质量和产出效能。(3)提出一种混合智能创新设计模型,给出了混合智能创新设计流程。以数控机床主轴部件为例构建实例特征属性索引,应用最近邻改进算法进行实例相似度计算,应用灰色关联分析法对实例进行评价,实现了基于实例的推理机设计；建立了基于遗传算法的数控机床主轴部件优化设计数学模型,并以沈阳机床集团CK40-750型机床主轴部件的优化设计为例进行验证；探讨了基于零件主模型的参数化建模方法,以UG为平台详细介绍了基于主模型的参数化变型设计流程；开展了数控机床主轴部件知识获取方式的研究,对主轴部件知识进行分类,应用产生式规则表达和面向对象技术实现数控机床主轴部件知识表达。(4)对产品创新设计集成平台概念进行定义,给出了产品创新设计的组织实施模型,应用UML建模方法构建产品创新设计过程模型。以Teamcenter Engineering (TCEng)作为各子系统的创新设计集成与应用平台,给出了面向集成的产品创新设计系统支撑平台的体系结构,并对平台各子系统实现的关键技术进行研究,开发了客户需求分析与重要度计算子系统、创新概念求解子系统、数控机床主轴部件实例推理设计子系统、数控机床主轴部件智能优化设计子系统、数控机床主轴部件参数化变型设计子系统,构建了基于数据库技术的数控机床主轴部件创新知识库。应用x-BOM多视图方法,以TCEng的产品结构管理模块PSM为基础,实现产品创新过程中的x-BOM的构造与管理；以XML技术为基础,实现基于TCEng的异构数据集成与传输。(5)探讨了基于TCEng的产品创新设计平台的实施过程。对基于TCEng的产品创新设计平台系统组成和各模块功能进行了介绍；结合沈阳机床集团某型精密加工车床的主轴箱部件设计实例,开展基于TCEng的产品创新设计平台应用研究。