大型工程的复杂化、大型化、综合化特性对工程的设计管理工作提出了新的挑战，设计管理的效率分析与优化将会对工程整体目标的实现起到重要作用。本文以设计方案业务流程为研究对象，对其在不同项目交付模式下的流程效率问题进行了研究。　　本文从大型工程设计方案业务流程自身的特点和目前面临的挑战引入，简要总结了工程项目设计管理领域的概念和工作内容，通过比较大型工程中两种常见交付模式的设计管理属性，选择了其中学界更为关注评价更高的设计施工总承包模式（DB模式）展开设计方案业务流程的效率研究，将流程梳理的重点放在DB模式下设计方案形成过程中设计方和施工方、业主方、内部/外部咨询方等工程参与主体的设计信息输入输出过程上，对DB模式下设计业务的整体流程和对应的几个重要信息发生交互的子流程进行了整理。在流程整理的基础上，本文用Petri网来对工程设计问题进行建模，基于CPN Tools平台建立DB模式下工程设计业务一般流程的有色随机Petri网模型，并分析了所建模型的优点和不足。　　随后，以港珠澳大桥岛隧工程设计施工总承包项目中西人工岛隧道暗埋段基础工程的施工图设计方案形成过程为算例，在前面完成的工程设计业务一般流程的有色随机Petri网模型基础上具体化模型，对得到的Petri网模型的状态空间特性进行合理性验证，将Petri网模型映射为马尔可夫链，利用调研得到的数据，将时间参数带入根据具体工程实践设立的模型，计算得到其时间性能、运作效率等关键性能度量参数，确定该算例的设计方案业务流程中信息和资源的密集点或拥塞点对应的业务活动，最后结合工程进展的实际情况，定性结合定量，系统评价工程设计活动的效率并分析其形成原因，提出实践中可行的优化改进意见。　　在计算和评价DB模式下具体案例的设计业务效率后，对模型进行修改调整使之符合DBB模式下的设计业务流程，进行同样的指标分析，评价其中繁忙库所和利用率较高的变迁产生的原因，并对两种项目交付模式下流程信息阻塞点的差别进行了比较分析，从而找出DB模式和DBB模式在设计业务流程中各自的优势和劣势，并基于此，尝试回答了设计管理是否可以通过不同模式间的差异化来优化的问题。