● 摘要
产品设计可以看作是从一组需求和功能的集合向完整物理产品或系统转变的过程，通常涉及众多的参与人员，海量的数据资源，不同领域的工具软件，复杂的设计流程。如何有效的实现产品设计时各个设计工具之间的数据交互，并且保持数据的完整性、一致性，以保证最终的设计质量，提高设计效率，降低设计成本就显得尤为重要。 北京航空航天大学系统设计优化研究中心自主研发的综合设计优化集成平台（Synthesis Design and Optimization integrated Framework,简称SDOF）立足于系统工程理论，结合并行工程和多学科优化设计的思想及使能技术，从全局的观点出发，优化设计过程和产品设计。该平台为开发人员提供了一个统一的、集成的框架进行产品设计的相关活动，有效保证了产品第一时间的设计质量和第一时间的运行质量，全面提升产品设计技术水平。 本文以综合设计优化理论为研究背景，提出并研究了以产品设计过程中数据集成为重点的产品描述语言，注重减少设计工具间接口开发的数量，强调数据的一致性与完整性。 本文的研究内容主要包括以下几个方面：1. 分析了统一数据模型在工程产品设计中的作用。首先，从综合设计优化集成平台入手，分析原有系统在产品数据集成、数据交互等方面存在的问题，然后，提出了支持建立统一数据模型的产品描述语言（Product Description Language，简称PDL），并分析了在原型系统中引入产品描述语言能带来的好处。2. 设计了以SDOF为基础的产品描述语言。首先，从SDOF对产品描述语言的需求出发，在分析了现有成果的基础上，提出了设计产品描述语言的方法。然后，为表示产品数据之间的关系，从“需求－功能－结构”的设计解空间出发，定义产品描述语言的结构。最后，详细说明了产品描述语言的各个模块及其作用。3. 开发了支持产品描述语言编辑及其在SDOF中应用的专有编辑器。首先，从现代复杂产品设计的特点出发，分析了开发产品描述语言专有编辑器的必要性，然后，考虑协同设计的需求，选择编辑器的开发语言与环境，最后，开发了系列措施和机制保证统一数据模型的完整性、惟一性及其与设计工具数据交互方便性等特性。4. 以卫星总体设计为例，对PDL在SDOF中的应用进行了验证。分析了卫星总体设计任务的需求、功能和体系架构以及卫星总体设计过程。通过产品描述语言建立了结构化的统一数据模型，并且对完成其设计任务的设计结构矩阵及设计任务单元进行描述，完成统一数据模型与设计工具之间的数据交互，并在SDOF上完成了卫星总体设计，最后给出了设计结果。