当前,国际环境日趋复杂,全球疫情和极端气候等不稳定、不确定性事件加剧了市场需求和供应链中断危机对制造业的冲击,迫使原始设备制造商（OEM）从源头重新审视供应链设计问题,即在产品早期设计阶段,同时考虑产品性能和供应链性能。此外,为了满足顾客多样化、个性化需求,企业的生产模式已从大规模生产转向大规模定制。在大规模定制模式下,产品设计方法从单一产品设计,逐步向产品族设计过渡。因此,本文围绕中断风险下产品族和供应链集成设计理论、模型和方法展开研究,主要研究内容如下:（1）面向产品和供应链协同的模块化设计（MD-PSC）。由于模块化和平台化是产品族设计的两个重要策略和实现途径,而当前面向产品和供应链协同的模块化设计方法研究仍比较有限。因此,本文首先研究了MD-PSC。通过对模块化产品设计和模块化供应链设计的调研和分析,提出了基于模块性指数Q值和MG＆G的MD-PSC优化模型。为进一步验证模型的合理性和可行性,以充电钻为案例,对比了不同模块化测度下的优化结果,验证了基于模块性指数Q值和MG＆G构建MD-PSC优化模型的合理性,获得了平衡产品架构性能和供应链架构性能的模块化架构方案。（2）产品族和供应链集成的平台化架构开发（PAD-PFSC）。由于单一产品设计方法在指导产品族设计方面存在局限性,通过对MD-PSC方法和模型的拓展,建立了PAD-PFSC优化模型,并以电动工具产品族为案例,探究了PAD-PFSC中位于产品族架构的模块性和通用性间、供应链架构的模块性和通用性间、以及产品族性能和供应链性能间的交互关系,给出了反映各产品模块和供应模块间层次关系和共享关系的产品族和供应链集成的平台化架构规划方案。（3）产品族配置和供应商选择（PCSS）的风险规避型协同决策。为了弥补现有关于产品族和供应链集成的配置优化研究中对中断风险考虑不足的情况,通过引入弹性策略和风险规避理论,分别构建了PCSS风险中性型协同决策模型和PCSS风险规避型协同决策模型。以电子词典为案例,对比了PCSS风险中性型协同决策模型和PCSS风险规避型协同决策模型的解,证实了风险规避型协同决策可以控制供应中断造成的潜在最坏情况损失（Potential worst-case loss）;对置信水平的敏感性分析表明,适当控制市场份额有助于改善潜在最坏情况利润（Potential worst-case profit）。（4）中断风险下产品族配置和订单分配（PCOA）主从关联优化。结合供应商选择和订单分配（SSOA）问题,将PCSS协同决策问题拓展为产品族配置、供应商选择和订单分配的主从关联优化问题,建立了中断风险下PCOA主从关联优化模型。开发了GA-BAGA双层规划算法,GA-BAGA双层规划算法的上层采用遗传算法（GA）,下层采用两阶段方法,其中,第一阶段采用回溯算法,第二阶段采用遗传算法。为了验证所述模型的和算法的合理性,以AGV叉车为例,对AIO（All-In-One）优化和双层优化算法进行了对比,证明了双层优化算法GA-BAGA的优异性能;实验也对不同策略下的优化结果和部分关键参数的敏感性进行了分析,有助于设计者做出合理的决策。（5）产品族和供应链集成设计原型系统开发。基于先前章节的研究,分析了系统的整体需求,构建了原型系统总体结构。结合设计实例,对原型系统中主要功能模块的构建及其使用流程进行了介绍和验证。文章最后对论文的工作进行了总结,并对相关的研究技术进行了展望。该论文有图74幅,表18张,参考文献167篇。