装配过程中的变形对设计阶段的公差分析有较大的影响，传统蒙特卡洛法存在需进行大量抽样模拟、优化设计中质量损失难以赋值及收敛速度慢等问题。本文建立了面向装配的并行公差模型，进行了基于低偏差序列的蒙特卡洛公差分析及成本和模糊质量损失约束下的公差优化，最终得到组成环的公差。主要研究内容如下：首先，分析了新一代产品几何技术规范下零件几何实体的几何特征，并以空间运动理论和小位移旋量理论为基础，建立了基于三维几何造型的公差域模型，以形位公差和尺寸公差中的直线度和平面尺寸单独举例，并分别进行了描述。将小位移旋量的引入装配序列内零件间的偏差传递模型，引入并行思想来处理装配所带来的微小变形对于尺寸链中关键尺寸公差的偏差传递问题。另外，验证了所建立形位公差与尺寸公差其在数学模型求解过程中的一致性。其次，研究了蒙特卡洛模拟法的特点及其在公差分析过程中的应用方法。对公差分析中所用到的加工尺寸分布特性进行研究，完成对非标准正态尺寸分布的转化，构造了低偏差序列并替换传统蒙特卡洛法中的随机数列，利用尺寸分布特性以关断类阀门闸板截面尺寸链为例，进行实例公差分析，以验证基于低偏差序列的蒙特卡洛法公差分析的有效性和优越性。最后，研究提出了线性尺寸公差和制造成本函数模型以及基于小位移旋量的形位公差成本函数，并通过工序能力指数来描述工序能力。为解决质量函数难以赋值的问题，利用模糊质量损失将其代替，并与工序能力指数共同建立模糊质量损失成本函数，以遗传算法进行了多目标的优化求解进行最后的优化设计方案输出，然后以全量型安全阀阀杆周向与阀瓣顶端截面尺寸链设计计算为例进行验证，验证了基于制造成本与模糊质量损失函数的公差分析方法的可行性和有效性。