随着科技的发展和社会的进步,市场竞争日益激烈,市场划分愈加细致,制造企业竞争的焦点越来越集中于如何才能更快、更好地满足客户多样化的需求。企业要获取更好的生存和发展空间,其生产模式必将向大批量定制生产模式(Mass Customization, MC)转变。如何在数字化和网络环境下研究基于计算机技术的设计重用、研究产品开发过程的执行与控制,以支持面向大批量定制的产品快速响应设计开发,降低产品成本,提高产品的可靠性和质量,是现代设计技术首要解决的问题。本文从大批量定制设计的角度考虑产品快速响应设计的实现问题,以数控机床产品的零部件设计为研究对象,研究机械产品快速响应设计实现的关键技术。论文的主要内容包括：(1)提出了面向MC的快速响应设计系统的概念,分析机械产品快速响应设计的主要工作内容和实施策略,提出基于Teamcenter Engineering (TCEng)产品生命周期管理平台实施机械产品的快速响应设计,构建了快速响应设计系统的体系结构,分析了其实现的关键技术及工作流程。(2)研究了基于主模型技术的产品族建模方法及其实现技术。针对快速响应设计过程中多级版本管理的需求,提出了一种面向协同的基于多色集合理论的产品配置版本管理模型；基于产品族GBOM (Generic Bill of Materials)结构和主模型技术,构建了产品的层次性参数化主模型,在UG NX平台实现了LM (Linear Motion)滚动导轨的变型设计与配置管理。(3)建立了面向产品快速响应设计的知识分类体系,采用RBR (Rule-based Reasoning)和CBR (Case-based Reasoning)集成的推理机制获取产品设计实例和规则知识,提出基于组合权重的非平权系数距离法的案例相似度计算模型,结合机床典型部件案例库的检索给出了应用实例。(4)根据典型机床产品快速设计的任务分解模型,提出了跨企业快速响应设计的任务分配策略,建立了变异设计的任务分配模型,实现了机床模块化设计从任务集合到人员集合的映射,从一定程度解决了快速响应设计过程中团队和任务的分配问题。在此基础上,综合考虑影响设计任务分配的时间、质量和成本因素,采用模糊层次分析法实现了设计任务的最佳团队(人员)选择,很好地满足了快速响应设计任务分配的需求。(5)研究了基于XVL (eXtensible Virtual world description Language,可扩展的虚拟世界描述语言)的产品数据压缩技术,提出并建立了基于XVL共享模型的企业集成应用框架及流式传输方案。开发基于xvL技术的协同设计管理原型系统,实现了基于网络的三维模型协同批注及浏览。(6)探讨了基于TCEng产品生命周期管理平台实施机械产品快速响应设计的途径和方法,给出了部分应用实例。