El método convencional de optimización del diseño estructural se utiliza generalmente para resolver el problema de optimización del diseño de una única estructura, pero es difícil de aplicar al problema de optimización del diseño de la estructura modular de un avión que contiene múltiples subestructuras. Por lo tanto, este artículo propone el método de optimización colaborativa paralela basado en el valor medio (MVPM) para el diseño estructural de aviones modulares. Este método es un método de optimización en dos etapas basado en la descomposición. La idea básica del MVPM es descomponer el problema de optimización del diseño de la estructura modular del avión en un problema de coordinación del sistema y varios problemas de optimización de subsistemas independientes mediante la introducción de variables de coordinación. El subsistema optimiza cada estructura de avión. Bajo las restricciones de la propia estructura, el rendimiento de cada estructura es mejor, y las variables compartidas están lo más cerca posible de las variables de coordinación. La coordinación del sistema ajusta las variables de coordinación de acuerdo con los resultados de optimización de cada subsistema. Con la iteración constante entre el sistema y los subsistemas, las variables compartidas de cada subsistema finalmente coinciden con las variables de coordinación. Los resultados de las pruebas numéricas muestran que el MVPM tiene alta eficiencia y estabilidad en la optimización.