机械产品在其制造及实际使用过程中不可避免的会受到很多不确定因素的影响，这些不确定因素将导致产品的设计参数发生变化进而导致产品性能发生变化，对于一些大型设备或者精密设备，性能变化一旦超过某个边界会发生安全事故，因此如何控制机械产品在使用过程中的性能波动边界显的尤为重要。稳健设计是一种能够有效提高产品质量并降低生产成本的设计方法。它自20世纪70年代问世以来，经过国内外学者不断深入研究，提出了一系列用于提高产品质量的稳健设计方法。运用稳健设计方法的基本思想，降低产品性能波动边界对不确定因素的敏感性具有理论与应用研究价值。　　在本文中提出了一种考虑不确定因素影响下的产品性能波动边界稳健设计优化方法。研究发现，产品性能波动边界对不确定因素的敏感性，不仅受到对设计参数选取的影响，而且也受到对不同产品配置选择的影响。本研究为提高产品稳健性，分别提出了一种产品建模方法、设计评价方法以及优化模型。建模方法主要依据产品配置、设计参数、不确定因素对产品性能的不同影响机理分别进行配置建模、设计参数建模以及不确定因素建模。评价方法以产品性能波动边界为基准，建立起产品性能波动上边界、波动下边界和波动范围三个评价标准的评价方法。本研究通过配置、设计参数、不确定因素三层不同机理的优化方式，首先以数学分析为基础推导出产品性能与配置、设计参数及不确定因素间的数学关系，然后以本方法提出的评价方法为标准，提出了针对产品性能波动边界的三层优化方法。根据本方法的三层优化流程图，在MATLAB中编程运算，即可得到最优配置设计和最优参数设计。本工作还对产品性能对参数不确定因素的敏感性进行了分析，从结果中可明显看出对产品性能影响较大的参数不确定因素，从而给设计制造指明了方向。此外本文还讨论了产品配置、设计参数及不确定因素对产品性能波动边界的影响，从配置、参数和不确定性三个层面分析了其对产品性能波动边界的影响机理。文章最后以桁架结构的稳健优化设计为例，演示了本方法的使用过程，并验证了本方法的实用有效性。