在日趋激烈的市场竞争条件下，企业要想生存发展就必须提高其产品的竞争力，迅速响应市场需求，进行最佳经营决策。因此，产品设计方案在整个产品开发过程中占有十分重要的地位，其质量是决定产品最终质量、市场竞争力以及企业获利最为关键的因素。在国家 863 计划数字化设计与制造专题的资助下，本文系统地研究了关于机械产品设计方案生成的方法与关键技术。主要内容包括： 1．介绍遗传算法的基本理论，并结合应用对象自身的多层次结构特点，提出了多层次遗传编码技术： 2．借助 Visual C++6.0 编程语言和 SQL-Server2000 数据库软件建立了基于多层次遗传编码技术的简单多层次结构数字模型演示验证系统，通过验证系统的实际运行，证实了多层次遗传编码技术应用在具有多层次结构机械产品整体方案设计中的有效性及准确性； 3．将多层次遗传编码技术与具有多层次结构的机械产品整体方案设计相结合，完成了面向多层次结构机械产品整体方案设计的遗传算法在数控机床整体方案设计中的实际应用系统的开发，建立了数控机床整体方案设计系统； 4．在 CAXA 实体造型软件的基础上进行了二次开发，使智能设计系统拥有了三维可视化的图形和文字输出，进一步的完善了数控机床整体方案设计系统的设计。