在综合分析并行协同设计研究的历史和现状后，针对当前复杂产品设计研究中的过程建模、产品建模、CAX集成建模、控制规划建模等关键问题，对并行建模和并行优化求解进行了一些有益的尝试，主要研究进展体现在以下七个方面：一、基于设计支持模型动态扩张的复杂产品求解方法研究为解决并行设计中面向下游的知识冲突和设计反馈问题，提出了产品设计的全过程策略：基于产品信息扩张和模型动态重组的动态求解知识框架。以知识集成、潜真扩展为特征重组设计模型，建立面向设计进程的潜知识表达方式；构建柔性建模机制，支持设计模型的及时更新；以螺旋进程为设计推进模式，降低设计风险，提高设计效率。二、基于潜模型理论的的潜知识表达方法研究首先进行了动态知识表达的理论探索：以传统逻辑论和信息论中处理不完全信息的潜模型理论为基础，结合复杂技术产品设计进程中变量、目标与约束等信息的扩张过程，提出了产品设计潜知识表达理论，描述了具有层次性、集成性和动态性的动态知识表达方式，将传统的面向单点的产品知识转变为面向进程的知识框架，使模型能响应设计进程从潜真状态逐渐向全真状态逼近。用挖掘机设计中的设计知识进行了实例改造。三、基于动态知识表达的柔性设计支持模型研究在阐述了产品动态知识框架的基础上，构造了复合知识模型，阐述了复合知识模型由知识源和模型重组机制组成的本质。知识源具有潜真性、灵活性、感应性和设计导向性等潜知识特征，设计者在同步知识源所组成的公共知识块的基础上进行并行建模，包括约束网络、优化模型、分析模型和评价模型等，降低模型间的知识冲突，实现模型的及时重组和动态响应反馈。提出了以层次型设计需求、未知变量敏度和函数完整度三种方式共同作用的设计导向机制，协助设计者优选设计路径。四、螺旋设计进程研究建立了基于复合知识模型的螺旋设计进程，提出了以扩张的设计模型、分析模型、评价模型、优化模型支持的四个设计阶段循环渐进的推进策略，以渐进的进程模式和逐步扩张的产品模型代替以往的固化方式，同时增加柔性约束网络进行冲突风险检测，以产品性能目标的扩展和渐进驱动设计进程。在设计反馈中引入了以后期产品信息修正前期设计模型的方式，降低了模型假设和简化带来的设计冲突，提高设计效率和效果。以挖掘机优化设计为例，进行了实例验证。五、面向分析的集成建模技术研究针对CAD／CAE集成困难的现状，提出了利用CAD参数化技术对CAE仿真模型进行自动建模，解决CAE软件自身无法克服的建模难、优化难问题。以面向广义优化的参数化建模、基于布局与骨架的整机建模及装配技术、ADAMS与PRO／E联合建模技术为基础，建立了面向分析反馈的CAD／CAE一体化模型。该方法提高了CAE与CAD技术的集成度，使CAE结果快速响应到设计进程中，有效提高了产品设计的并行性。以挖掘机建模为例进行了验证。六、基于优化算法的轨迹规划建模研究以既能达到良好的轨迹规划精度，又有优良的操纵平稳性及节能效果为目标，提出了一种挖掘机器人的多领域协同轨迹规划方法。以挖掘姿态角为优化变量，油缸进程和加速度梯度为双目标，位置盲角和最佳切削范围为约束建立优化数学模型，采用遗传算法寻找最优值。最后对多种规划策略进行了实验对比，分析结果表明采用该方法可以大幅减少液压系统冲击和振动，使挖掘机操纵更加平稳。七、液压挖掘并行设计平台研究建立了集成CAD、CAE模块和控制仿真模块的液压挖掘并行设计平台，结合面向设计进程的柔性设计支持体系，支持液压挖掘机的设计开发。