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针对多级实例的组织特点对多级实例子空间进行了描述，提出了多级实例分类检索的子空间法，给出了基于灰色关联的多级实例匹配算法，建立了多级实例分类检索与匹配模型。该模型通过建立设计问题和多级实例类空间的特征向量，计算设计问题与各实例类空间的隶属度，获得与设计问题最相关的多级实例类，利用相应的实例匹配算法，获得该实例类空间内与设计问题最相似的多级实例。最后，以大型水轮机方案设计为例，检验了该模型在复杂产品方案设计中应用的有效性和可操作性。