产品族设计是实现大批量定制的有效方法和关键技术。本文借鉴生物进化思想,系统阐述了产品族进化理论以及产品族繁殖方法,对产品族繁殖模型、产品族功能基因识别、产品族定向繁殖方法以及产品族繁殖快速报价等关键技术进行了深入研究,并将上述理论和方法应用于具体机械产品族的设计平台中。论文主要包括以下几个方面的工作:阐述了产品族进化基本理论,提出了产品族定向繁殖的思想,论述了产品族进化基本原理、进化中心法则及产品族定向繁殖过程,探讨了产品族繁殖若干关键技术,形成了本论文的理论基础。提出了产品族繁殖模型的概念,对繁殖模型构建、繁殖规则表达等进行了研究,给出了产品族繁殖模型建模方法,介绍了一种繁殖模型合理性评价方法,并结合具体机械产品对建模过程进行了说明。建立了产品族功能基因识别的独立性准则,利用广义有向图对产品族功能基因识别准则进行了形式化描述,提出了基于广义有向图的产品族功能基因识别方法,给出了实现算法,并进行了有效性验证。研究了基于实例推理的产品族定向繁殖方法,给出了产品族定向繁殖流程,基于模糊优选的相似实例匹配实现了产品的遗传,基于规则约束实现了产品的变异;探讨了产品族实例库的存储及其自适应性。探讨了产品族定向繁殖快速报价策略,提出了基于实例库自主聚类及权重自学习的快速报价方法,包括快速报价形式化描述、参数权重优化模型、实例库自主聚类,实现了产品族定向繁殖快速报价算法。最后,初步开发了起重机械产品族定向繁殖平台,主要包括起重机繁殖模型、起重机报价实例聚类、起重机定向繁殖等模块,验证了上述理论和方法的可行性和有效性。