随着世界经济的迅速发展和市场全球化,竞争日益激烈,怎样最大限度地提高产品质量,降低产品成本,缩短产品开发周期成为企业生存和发展的关键.这就要求产品生命周期中的各种活动所涉及的产品信息应进行统一的描述与表达,建立完整的精确的高度一致的产品模型,以实现产品各种信息的共享.因此开展产品模型研究具有重要的意义,而人们认识到产品早期设计是整个产品生命周期中最有价值,最具决定性的阶段,如何提高产品早期设计的自动化水平,本论文从产品模型的角度对这一问题展开研究,具体内容包括:1)在对当前产品建模领域进行详细研究基础上,分析了当前产品模型研究中存在的不足,概括了概念设计产品模型的属性,这些属性包括括概念设计产品模型的多学科属性,概念设计产品模型的动态属性和概念设计产品模型的应用属性.2)在对概念设计产品模型属性分析的基础上,指出解决概念设计产品模型的问题关键在于产品模型的结构体系问题,建立了概念设计产品模型结构,该结构由产品行为模型层、多学科产品结构层、PDM管理的产品模型层、产品特征模型层和产品几何模型层构成,给出了产品行为模型层、多学科产品结构层的建模方法以及产品行为模型层到多学科产品结构层的映射方法以及如何通过PDM系统的产品结构管理实现多学科产品结构.3)分析了产品模型、产品数据和产品数据模型之间的关系,建立了概念设计生命周期产品数据模型,将产品设计生命周期中的产品数据划分为产品概念视图、产品需求视图和产品设计视图,并给出了每个产品视图的组成和视图之间的关系.4)以国内某注塑模生产企业的某汽车注塑模产品为实例,根据注塑模产品的建模过程和建模场景,对注塑模产品数据模型进行了详细的分析,包括注塑模产品概念视图、需求视图和设计视图.建立了注塑模产品核心数据模型,并对支持概念设计的产品数据环境进行了讨论,建立了智能产品环境的框架和信息化结构表示,同时也分析了智能产品环境的运行过程.5)对支持概念设计的智能产品环境的实现进行了探讨,论述了多学科优化设计以及支持多学科优化设计的智能产品环境SPE,给出了智能产品环境SPE的系统框架和体系结构,论述了智能产品环境SPE的系统设计过程,包括需求场景设计、功能设计和系统建模,描述了系统实现的关键技术,最后给出了系统运行实例.