复杂产品的设计是一个涉及多学科、多领域知识,大量设计人员共同协作的创造性活动,因此需要一个能够将不同领域知识有效组织起来的知识管理方法。目前国内外对于复杂产品设计知识管理的研究还存在若干问题:一是现有利用抽象化符号进行功能建模的方法无法完整表达子系统间的相互作用关系,或者过于复杂没有太多规律可循、通用性不强;二是现有设计知识模型主要是基于产品结构和基于设计过程两种,无法做到既反映产品内部运行逻辑又兼顾设计人员的思维方式;三是现有的设计目录与实例库均是针对某一产品领域的,没有一种能够将不同领域的产品设计知识与设计实例有效组织在一起的方法。针对这些问题,本文将生命系统理论引入复杂产品领域,开展了基于生命系统理论的复杂产品设计知识建模研究,主要研究内容如下:(1)将生命系统理论引入复杂产品领域,通过建立生命系统理论中层次划分、关键子系统、子系统过程参数与复杂产品之间的映射关系,建立了生命系统理论与复杂产品的映射模型,为开展基于生命系统理论的设计知识建模方法研究提供理论依据。(2)分析生命系统理论中20个关键子系统间的物质流、能量流、信息流关系,提出了基于生命系统理论的产品功能表达方法。总结目前基于功能-行为-结构(Function-behavior-structure,FBS)模型的设计知识表达方法,并指出存在的问题。针对该理论在功能分解方面缺乏通用的方法,无法指导设计人员对已有产品进行功能分析的问题,利用基于生命系统理论的产品功能表达方法进行改进,提出基于生命系统理论的设计知识表达方法。并以单缸柴油机为例,验证了基于生命系统理论的设计知识表达方法。(3)基于生命系统理论中的层次划分与20个关键子系统在复杂产品中的映射,结合设计目录与实例库的研究,提出基于生命系统理论的复杂产品设计知识组织方法。最后,以蒸汽机功能建模、拖拉机原动器选型、单缸柴油机设计方案修改为实例,验证了基于生命系统理论的设计知识建模方法在复杂产品设计过程中的作用。