面对动态多变的市场环境，制造企业为了提升竞争力需要进行产品创新，并采用敏捷制造模式建立虚拟企业，以解决TQCS难题。研究虚拟企业中基于知识的产品概念设计对于实现以上目标具有重要意义。在虚拟企业中产品概念设计所需要的知识分布在它的成员企业中，如何组织、捕捉和集成这些知识以实现概念设计的演进和决策，是虚拟企业中基于知识的概念设计所要研究的关键问题。本文就虚拟企业中概念设计问题求解、概念设计信息建模、概念设计知识的获取以及概念设计决策知识的捕捉和集成这几方面进行了深入系统的研究，主要研究内容和成果包括： (1) 虚拟企业基于知识的概念设计问题求解 分析了概念设计问题病态结构的特点以及产生的原因，研究了概念设计状态(产品规范和FBS框架)的表示、概念设计决策的方法和特点以及基于知识的概念设计问题求解，指出造成设计问题结构病态化的原因是在设计的早期阶段设计决策知识的缺乏，提出捕捉概念设计决策知识是降低概念设计问题结构病态程度的有效方法。还研究了并行的概念设计方法。在虚拟企业概念设计过程建模的基础上，分析了该过程所需知识的类型、特点、存在形式和分布情况，并在此基础上提出了虚拟企业基于知识的概念设计系统的系统框架。 (2) 概念设计信息建模 研究了概念设计信息中非几何信息和几何信息的具体内容和表示方法。通过建立功能模型、行为模型和结构模型，实现了FBS框架中功能、行为和结构的形式化表示。建立了支持自顶向下设计方法的计算机辅助工业设计几何模型，它能够记录儿何建模的历史并提供几何信息粒度可控的机制。最后建立了实现充分形式化并记录概念设计历史的概念设计信息模型，它支持概念设计重用。 (3) 虚拟企业中的概念设计重用 分析了虚拟企业中概念设计重用的需求，提出了基于PDM系统构建设计重用系统的方法，研究了概念设计信息模型与PDM元数据的集成，在此基础上建立了多粒度层次的概念设计重用框架，同时还研究了设计意图匹配的具体算法和概念设计重用信息检索的具体方法，最后研究了支持分布异构环境下的互操作并具有松耦合结构的基于WebService的设计重用系统的体系结构和处理流程，并建立了概念设计标记语言。 (4) 基于本体论的知识捕捉 研究了本体论的基本理论，给出了本体论及其相关概念的定义，研究了本体论的结构以及该结构中不同组成部分的表示方法。在此基础上，研究了企业本体论和其中的产品本体论，给出了在STEP基础上建立产品本体论的方法。研究了基于本体论的知识表示方法，该方法将知识表示为本体论片断的实例。首次提出了基于本体论的知识捕捉方法，研究了该方法的基本理论以及在概念设计决策知识捕捉方面的应川。 （5）虚拟企业中概念设计决策知识的捕捉与集成 建立了基于本体论的知识结构化查询语言。研究了可实现本体论实例化的企业信息XML访问层的构建方法。在此基础上，研究了本体论实例化方法，给出了本体论片断实例查询的算法和算例。还研究了企业本体论服务器的功能和结构、虚拟企业知识捕捉系统的工作原理以及其中的知识查询服务器的构成。最后研究了在基于本体论的语义集成的基础上实现虚拟企业知识集成的方法。