在云计算、大数据与物联网等新兴技术快速发展应用的背景下,云制造实现了面向服务的网络化智能制造过程。随着对云制造相关研究的不断深入与完善,云设计制造作为一种分布式协同产品开发的创新模式,是对云制造在计算机辅助产品开发领域中的补充与延续,将服务范围由产品制造延伸至产品设计,并逐步向产品全生命周期开发的其他阶段延伸。同时,还融合了众包与众创等新兴的网络化服务模式。而众包服务是属于一种开放式创新模式,结合了人的主观能力与计算机的客观能力,利用未知的众包服务来解决传统计算机难以完成的任务,通过这种模式在网络化产品设计中获得具有创新潜力的解决方案。合理地结合众包服务的模式与云设计制造的环境,是提高面向产品网络化设计与制造水平的有效途径之一。众包服务与云设计制造在产品设计与制造方面具有各自优势,为了结合二者的优势,论文将众包服务模式作为云设计制造环境的一种运作模式,为产品全生周期开发的整个流程提供服务。然而,在产品设计与制造阶段,现有的众包服务模式仅通过知识、经验及技能的分享与交流已难以满足网络化产品开发的需求。利用云设计制造环境,实现众包任务规划、众包服务组合与众包服务调度,可以为面向产品开发的众包服务资源配置提供有效的支撑。针对上述需求,对云设计制造环境下众包服务模式的原理、方法和关键技术等展开系统的研究。论文的主要研究内容如下:1)提出了一种基于云设计制造环境下面向产品全生命周期开发的众包服务模式。通过对云设计制造环境与众包服务模式特征的深入分析,从环境构建需求与实施思路等方面展开理论研究,提出了符合众包服务模式及运行特点的商业模式,以此为基础建立了众包服务模式的运行过程模型与体系结构。同时,提出了支撑众包服务模式在云设计制造环境中运行的技术框架与关键技术体系。2)提出了基于模块化的众包任务规划技术。通过对面向产品开发的众包任务类型、特征与形式的研究,采用网络服务本体语言对众包任务进行形式化描述,并以面向服务流程的思路,将众包任务逐层细化分解,再通过定量分析子任务后进行模块化重组与解耦,在云环境中分布式发布众包任务。3)提出了灰色关联理论下众包服务的优化组合技术。通过对众包服务类型、特征与影响因素分析,并对众包服务进行统一化与规范化的描述。提出了一种符合众包服务模式的优化组合策略,采用了一种分而治之的思路,围绕模块化任务建立了众包服务发现与优化组合模型,并基于灰色关联度分析法对模型进行求解,实现了对众包服务的优化组合。4)提出了面向云环境协同工作流的众包服务优化调度技术。通过对众包服务协同合作模式的研究,制定了众包服务优化调度的实施思路与目标。以众包服务模式所依托的云环境作为协同合作的组织者,对其协同工作流进行了合理与科学地规划,并采用基于时间着色Petri网的方法对工作流进行仿真建模,实现了在协同合作过程中对众包服务的优化调度。最后,以面向产品开发的云设计制造环境下众包服务模式运行过程作为研究对象,完成了众包任务规划与发布、众包服务优化组合及众包服务优化调度的实例验证,证明了所提方法的有效性与可行性。基于此,设计开发了相关原型模块系统,并集成在原型众包服务平台,通过实际案例应用过程及应用效果对所提关键技术方法进行了验证。