在智能制造的大背景下,制造业正面临产品日趋个性化、多元化,设计和制造手段复杂化、系统化及智能化等一系列变革,产品设计在满足原有功能需求的基础上还需为用户提供更多的附加价值和服务。传统产品设计对象需进化为更加智能互联的复杂产品设计对象,过去以单一机械设计为主的制造模式需转变为跨领域、跨学科的复杂系统工程研发,这为产品设计决策带来了前所未有的挑战:从企业角度来讲,为响应日渐多元化的用户及市场设计需求,企业要求对复杂产品设计过程进行有效决策、管理和重组,提高设计过程的协同并行能力,以减少设计迭代,缩短设计周期,提高设计效率;从系统工程角度来讲,在产品设计信息模糊、不精确或不完备的情况下,要求对多领域、多学科复杂知识、信息进行协同集成与有效耦合,为复杂产品设计决策提供数据与信息参考。因此,如何进行复杂产品设计协同决策,成为设计决策理论研究亟待解决的问题。目前,产品设计决策问题研究已经受到了学者们的关注,并出现了一些研究成果,然而这些研究成果多聚焦在单一阶段或组合阶段的设计决策过程上,未能覆盖产品设计全周期,缺少对设计过程进行统一化、系统化和规范化决策的协同机制,存在决策结果单一性、不确定性或局限性等问题,导致设计过程冗余,降低了设计质量和效率,难以解决复杂产品设计过程中的协同决策与规划问题。本文依托于教育部人文社科基金课题“面向一般用户的产品开发全过程决策方法及集成平台构建研究(18YJAZH048)”,在已有相关研究成果的基础之上,针对复杂产品设计决策过程中存在的问题,构建了前期设计需求定位、中期技术特性映射、后期概念方案择优的复杂产品设计全周期协同决策机制。其研究目的和意义在于:在理论与方法研究层面,提出针对性的设计全周期协同决策方法,实现复杂产品设计过程与市场、技术、资源等多领域、多学科复杂知识及信息的匹配度和协同度,丰富和完善了相关产品设计决策方法的研究,有助于推动复杂产品设计理论研究工作的进一步开展;在应用研究层面,为相关企业的产品设计开发过程,提供了规范化、制度化的设计决策机制,以便精准地掌握关键信息,快速地完成复杂分析与执行系统化的评估,获得更具一致性和更高质量的决策,提高设计效率,降低设计成本。本文主要开展以下几个方面的创新性研究工作:(1)在对复杂产品设计的基本概念、内涵和特点进行分析的基础上,利用复杂产品设计的霍尔三维结构要素模型,对复杂产品设计过程存在的决策问题进行描述;进而以设计全周期阶段划分的结果为基础,提取复杂产品设计全周期的各阶段决策问题,具体包括:前期设计需求决策问题、中期技术特性决策问题、后期概念方案择优问题;针对这三个阶段存在的决策问题,构建面向复杂产品设计全周期的协同决策模型(SDH),并给出了SDH各阶段决策问题的研究框架。这些基础性研究框架,为复杂产品设计全周期协同决策问题的研究提了一个系统化的研究体系,并为进一步展开方法研究和应用研究提供了理论基础。(2)针对前期设计需求定位的协同决策问题,在对研究问题的实际背景进行分析的基础上,明确了用户设计需求信息的来源,为设计需求信息的挖掘与分析提供了对象和内容;在构建设计需求信息数据挖掘与分析模型的基础上,深入分析了设计需求数据挖掘方式、需求信息可视化方式以及需求信息重要度算法;以此模型对4LZ-1.0B型联合收割机的用户需求信息进行了挖掘与分析。(3)针对中期技术特性映射的协同决策问题,在对研究问题的实际背景进行分析的基础上,论述了技术特性映射质量屋(HOQ)的基本功能与结构形式;并分析了HOQ的四个构建阶段,包括质量规划、技术特性展开、相关系数矩阵、技术规划阶段;以此模型对4LZ-1.0B型联合收割机的技术特性目标值进行了分析。(4)针对后期概念方案择优的协同决策问题,在对研究问题的实际背景进行分析的基础上,提出了传统群组决策过程中存在的多粒度、多语义,以及确定语言变量和不确定语言变量共存的复杂性问题;并对语言信息决策理论的基本知识进行了概述;提出一种复杂语言信息环境下的多粒度混合型语言变量决策模型,客观、准确地描述专家评判信息的模糊性或不确定性,保证择优结果的可靠性;以此模型对4LZ-1.0B型联合收割机的概念设计方案进行了分析。全文通过4LZ-1.0B型自走履带式谷物联合收割机的一系列产品设计案例对各个章节所提方法进行验证分析,结果表明:基于数据挖掘、质量屋(HOQ)、语言信息决策理论等相关方法所构建的复杂产品设计全周期协同决策机制(决策屋SDH)具有可行性和有效性,丰富和拓展了产品设计决策理论研究工作,有较强的理论意义和应用价值。