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从多级实例推理的设计思想出发，在分析现有实例推理模块化设计理论的基础上，针对多层次、多属性的复杂机械产品方案实例推理困难的问题，研究了多级结构模块实例检索推理方法。引入可拓物元模型作为多级实例表达模型，提出以问题向量隶属度进行产品分类与多级结构的匹配推理算法，以及基于可拓距计算进行实例属性的相似性匹配，建立了基于子空间法实例推理的复杂产品多级模块设计算法模型，给出了水轮机方案设计的应用实例，以验证方法的可行性。