目前制造业信息技术应用特征是产品设计、分析、制造、装配等分阶段构建模型,信息冗余度大、数据一致性差,在异构环境下运行,使用成本高、效率低,产品信息难以集成和继承。产品数字化模型的本质是信息的载体,信息完备的模型应是制造业信息技术研究的重点。建立更为先进的模型构造理论,研究科学的模型构造方法和技术是实现产品信息有效的集成与继承,构建可以为产品生命周期提供全方位支持的集成软件系统的理想途径。论文以国家自然科学基金重点项目“工程与产品设计理论方法”(60635020)为支撑,创新地提出集基本体、检索体、控制体和智能体为同一结构的“一元四体”产品信息模型结构体系和“独立单元信息”概念。通过对产品信息的分类、信息特点的归纳以及产品信息的数据空间模型结构的构建,建立了几何拓扑基本体与产品生命周期各阶段独立单元信息的联系,研究信息与模型的跟随技术,形成模型的检索体。研究独立单元信息的存储和读取控制、模型信息的管理控制、模型与外部资源的交互控制,实现模型信息与工作过程的“配送”机制,充分体现模型的服务功能,完成模型的控制体研究。论文研究了ACIS-HOOPS集成平台的组件技术、数据结构及应用程序框架,提出建立产品信息模型的技术路线。最后,开发一种基于产品信息模型理论的产品信息集成软件系统,该系统实现了线框模型、曲面模型和实体模型的构建、模型编辑、模型显示等CAD系统具备的基本功能,借助ACIS的属性机制实现了“一元四体”模型的创建,并在汽车典型零件设计中加以验证。论文研究工作对信息、机械等工程技术领域的研究都有重要的理论和实际应用意义。