在当前的工业发展趋势下,为应对我国制造业在品质保证、成本控制以及快速响应三个方面所遭受的挑战,作为制造先决条件的产品设计阶段显得越来越重要。在现有的设计活动中,基于原产品的再设计过程已经成为主流,实例推理作为一项在人工智能领域兴起的,利用过去解决同类问题的方案和经验来获得当前问题解决办法的技术具备着广阔的应用前景。但鉴于产品数目多、检索维度高以及产品内部耦合关系复杂等因数,将实例推理应用于产品的再设计过程中存在较多问题,具体体现在实例检索以及实例修改两个核心环节上。在此背景下,本文将可拓学中的关联函数、基元理论以及矛盾问题的建模与求解等方法与实例推理相结合,提出面向机械产品再设计过程的可拓实例推理方法,旨在实现高质量、低成本、快节奏的设计。全文研究内容如下:(1)针对实例检索中索引精度与速度间的矛盾问题以及检索效用问题,提出基于关联函数与D-HS索引的相似实例检索方法。将模糊数与关联函数相结合,推导出模糊关联函数的计算公式用于度量模糊型参数间的相似度;基于层次分析法建立单维关联函数组合相似性度量模型用于高维检索,调和索引精度与速度间的矛盾问题;利用Sigmoid函数对产品属性值进行非线性变换,提高传统D-HS索引的准确率,并将其与所构建的关联函数模型相融合,避免检索效用问题。(2)针对实例修改中的变更传播问题,提出基于MDP的产品变更风险预测方法。借助于DSM以及遗传聚类算法构建产品零部件网络图,通过分析变更在零部件网络图中传播时所具备的马尔科夫特性将其建模为MDP,并分别基于布尔型DSM数值化、变更传播指数、修改难度系数等方法或者指标对其中的关键要素(主要是转移概率和奖励)进行量化;采用动态规划或者时间差分求解MDP模型,根据求解结果进行变更风险预测,并基于复合元细化其预测粒度至产品零部件的具体特征,实现产品变更传播过程中Hub特征对的智能识别。(3)针对实例修改环节中的设计矛盾问题,构建可拓集成模型并给出相应求解方法。对设计矛盾问题进行可拓分析,完成用户需求可拓集划分,获取待修改结构,并指出不相容问题以及对立问题模型在设计矛盾问题建模上存在的不足,在上述基础上建立可拓集成模型;将可拓变换算子引入实例修改环节,给出其修改难度和选取优先级,融合可拓策略生成方法和转换桥方法求解可拓集成模型,同时根据变更风险情况进行方案的初筛以及评价选优,并对该过程中所涉及的可拓知识进行提取,实现设计知识的重用。在上述研究工作的基础上,融合所提理论方法,借助编程软件、数据库技术、三维建模软件以及相关硬件设备等,开发面向产品再设计过程的可拓实例推理系统,并以真空泵的再设计过程为例验证研究的可行性与有效性。