概念设计是产品设计的重要阶段，智能化概念设计已成为目前概念设计研究的热点。可拓学具有形式化、逻辑化和数学化的特点，以矛盾问题的智能化处理为研究内容，为研究概念设计提供了一种形式化、模型化、定性和定量相结合的方法。本文针对产品概念设计的创新性、多样性、层次性等特点，引入可拓学理论和方法，从智能设计和知识重用的角度，对产品概念设计中产品信息基元建模、可拓关联规则挖掘和可拓关联规则推理等内容进行了研究，并将理论研究应用于实际产品概念设计中。首先,针对现有知识表示方法的不足，引入了可拓学的基元理论对产品信息建模进行了研究。利用基元对产品概念设计中不同类型的设计信息进行了形式化的描述。将基元理论与经典知识表示方法相结合，研究了可拓知识表示方法，建立了定性和定量相结合的产品信息基元模型；其次，针对产品概念设计过程中蕴含的设计知识和设计经验，将可拓理论与数据挖掘技术相结合，提出了一种改进的FP-Growth关联规则挖掘算法，基于基元的相关性和蕴含性对基元事务集进行了关联规则挖掘，基于基元的可拓性和可拓变换研究了关联规则的拓展，丰富了产品概念设计中知识获取的方法，并通过实例验证了该方法的可行性和有效性；然后，针对传统规则推理方法处理模糊和不确定性知识的局限性，研究了基于可拓关联规则的模糊推理方法。分析了设计要求和关联规则的匹配特点，给出了基于关联函数的可拓关联规则的匹配算法，对传统关联度规范公式进行了改进，研究了可拓关联规则的优选算法，并通过实例验证了该方法的可行性和有效性；最后，在上述理论研究的基础上，设计开发了水轮机选型方案设计系统，实现了基于可拓关联规则挖掘与推理的计算机辅助概念设计。