设计学科依附于各个专业学科，致使设计学与技术分散化、碎片化，不利于多学科融合的系统协同设计，为此致力于提出独立的跨学科的系统原理（广义机械原理），建立知识驱动的可计算的系统设计方法及工具。 在几何约束求解、多体系统动力学、多领域建模分析等数字化设计支撑技术方面进行研究，承担了国家自然基金、863及企业合作等多层次项目。近年来，密切关注复杂机电系统建模分析与优化技术发展，在多领域物理建模理论方面进行了深入研究，在国内率先研究了多领域物理建模规范语言modelica，承担2006年863目标导向项目《基于多领域物理建模的复杂产品协同仿真平台》并组织研发多领域物理建模与仿真系统Mworks。作为亚太地区第一个基于modelica的仿真分析平台，MWorks在维也纳MODELICA 2006大会上受到国际同行关注和肯定。十年来，在计算机学报、软件学报、Computer& Struct.等国内外重要学刊上发表论文90余篇。