在激烈的市场竞争条件下，船用柴油机CAD/CAE一体化快速设计对于船舶企业提高产品质量、缩短研发周期、降低产品成本具有重要的意义。本文以国防基础科研课题“基于XXX系统多学科集成优化设计理论与方法研究”为背景，在对国内外CAD/CAE技术研究现状进行分析和总结的基础上，总结了船用柴油机关键件设计的特点，构建了船用柴油机关键件快速设计系统平台的总体结构框架，对实现船用柴油机关键件CAD/CAE一体化快速设计所涉及的若干关键技术和理论进行了研究。最后在Visual Basic环境下开发了船用柴油机关键件快速设计软件系统，以帮助设计工程师快速、规范地进行产品设计分析。论文主要研究内容有:（1）从船用柴油机关键件设计特点入手，分析了船用柴油机关键件快速设计系统平台的功能需求，提炼了船用柴油机关键件快速设计技术流程，并构建了船用柴油机关键件快速设计软件系统的总体结构框架，提出了基于信息元理论的产品信息划分与建模、面向信息元模型的产品设计分析集成、基于信息元模型的产品设计过程重用等三大技术，为船用柴油机关键件快速设计系统平台的实现奠定了理论基础。（2）针对船用柴油机CAD/CAE集成设计时涉及到复杂的模型和数据信息，提出基于信息元理论的产品数字化信息建模方法实现信息的有效组织与重用，结合船用柴油机关键件曲轴连杆机构，对基于信息元理论的产品信息建模内涵、方法等进行了较为详细的阐述。（3）针对船用柴油机关键件多学科综合分析中的学科分析几何模型数据一致性问题和分析协同问题，本文提出采用面向信息元模型的主模型技术，以解决CAD与CAE之间的信息数据交流，并结合活塞实例对主模型技术方法等进行了阐述；通过构建分析矩阵对多学科分析任务进行规划，实现了产品多个学科的协同分析。最后，以柴油机曲轴连杆机构的集成设计分析为例验证了方法的可行性。（4）针对柴油机关键件的快速设计分析问题，提出了基于信息元模型的产品设计分析过程重用技术，文中阐述了可重用模式的基本内涵，介绍了基于信息元模型的可重构分析基本流程与关键技术，最后以船用柴油机关键零件曲轴曲拐的结构静力分析为范例，实现了柴油机关键件的快速建模分析。（5）基于以上理论研究，开发了船用柴油机关键件快速设计原型系统平台。并以某型号船用柴油机连杆设计为例，在开发的快速设计系统软件环境下，实现了连杆模型的快速创建及信息输入、分析策略的定制、分析数据的处理等快速重构设计分析过程，验证了本文所提理论与方法的可行性。