在当前经济全球化不断加剧、市场竞争日益激烈的新形势下,为了赢得市场,企业必须以客户需求为导向,不断快速地推出高质量的新产品。新产品开发项目是由“产品-流程-组织”三个领域高度耦合构成的复杂系统架构,产品的需求分析是影响产品开发成功与否的首要因素；组织优化是降低管理复杂性,保证产品开发顺利进行的有效途径；流程优化是缩短项目开发时间,降低开发成本的主要手段。迄今为止,关于这些方面的研究已经取得了许多成果,但在理论方法和实际应用方面尚存在一些不足。本文基于设计结构矩阵理论(DSM)等方法,以企业中产品开发的的实际情况为背景,深入分析新产品开发项目中流程和组织的特点,主要研究内容如下：(1)准确预测用户对产品的功能需要,以及构建结构合理的项目开发组织是企业生存的关键。因此,本文开展了基于客户需求的新产品开发组织结构优化研究。首先,提出建立网络平台下的客户体验网络,基于用户的网络浏览数据建立产品功能网络,在此基础上,利用PageRank算法挖掘客户对新产品的功能需求。然后,为了优化组织结构,从信息熵所描述的组织有序度的角度,提出了组织DSM信息熵概率的计算方法,并建立了组织DSM的类内、类外和整体的信息熵计算模型。进一步,提出了基于信息熵的组织DSM二阶段聚类算法来优化组织结构,降低组织复杂性。最后,通过案例分析,验证了本文提出模型的有效性。(2)为了弥补传统DSM聚类算法稳定性差的缺点,本文开展了基于谱聚类的新产品开发项目组织优化研究。首先,结合新产品开发组织中的技术信息传递的特点和团队在目标实现中的不同作用,提出采用PageRank算法来识别组织核心团队。其次,根据杰卡德相似性系数的思想,结合团队之间的技术信息沟通情况,建立了计算团队之间相似度的数学模型,并构建相似性矩阵。进一步,给出了组织DSM谱聚类过程,并将在PageRank算法中得分靠前的团队作为谱聚类的初始聚类中心。最后,通过案例分析,与现有的两种DSM聚类算法做对比,结果显示本文提出的谱聚类方法显示出了更好的聚类效果和更强的鲁棒性。(3)为分析产品开发过程中的迭代对研发项目时间和成本的影响,本文开展了基于返工风险传播和预处理的新产品开发项目流程DSM优化研究。首先,研究了返工变更的传播过程,在直接返工概率和间接返工概率的基础上建立了返工因子设计结构矩阵,量化了返工变更传播和返工时间、范围对返工风险的影响。然后,提出采用“返工预处理”的方法降低返工影响强度,构建了预处理后的返工影响强度计算模型。进一步,基于返工预处理和返工因子DSM构建了项目净收益模型,并以项目净收益最大化作为流程DSM优化目标。最后,通过案例验证了本文提出模型的有效性,优化与仿真结果表明采用本文提出的方法可有效控制返工风险。