复杂重型装备作为工业制造的顶尖产品,其研发制造体现了国家整个工业链条的极端制造能力和制造水平。复杂重型装备产品个性化程度较高,其设计生产直接面向订单、面向客户,其产品方案设计是定制化复杂重型装备产品设计过程的重要环节,影响着最终产品的功能、性能、价格及对客户需求的满足程度。因此,如何在产品概念设计阶段就充分集成和表达客户需求并基于此完成正确方案设计,是提高企业的竞争力的重要环节。基于此,本文围绕复杂重型装备产品方案设计的相关活动及关键方法展开研究,具体研究内容如下:（1）依据复杂重型装备用户需求特点及用户知识水平差异,构建一种面向单件小批量复杂重型装备产品的需求建模方法,从功能、性能、结构、安全、成本对需求分类描述,规范需求表达的内容与形式;提出客户需求信息一致性检查方法,通过构建客户需求模型和解析一致性约束,关联需求点与一致性约束,利用需求验证树对需求进行一致性检查以消解相关的属性冲突和矛盾。（2）基于CTO复杂产品通用模型,讨论CTO和ETO之间差异,通过添加“标准”和“非标准”的概念将产品方案设计从CTO扩展到ETO,并在此基础上进行ETO方案设计建模;最后通过分析复杂产品方案设计与约束满足问题（CSP）在概念与属性上的相似性,将方案求解问题映射到CSP中来表示方案设计。（3）从配置维度和设计维度两方面入手,提出复杂重型装备产品方案设计“分布式约束满足问题（Dis CSP）”,依据约束来源及约束层次对约束进行分析分类,给出约束等级划分方法;通过定义“约束单元”和“活动约束”,建立由活动约束和活动变量组成的分布式约束满足网络（Dis CSP Network）;使用基于合作的多目标博弈方法及借助回溯机制的一致性和基于图的传播技术相结合的方法实现用户需求与技术需求的综合最优的分布式约束满足网络的求解。在上述研究的基础上,在Windows平台下进行复杂重型装备产品方案设计原型系统设计,以金属挤压机设计为例,验证本文研究方法的可行性,为企业实践提供了方法支持。