在航天航空等复杂机械产品的生产过程中，由于其结构的复杂性，易出现装配精度难以满足要求的情况。因此，如何在产品的设计阶段对公差设计方案进行优化，从而提高产品的一次装配成功率和装配精度，显得尤为必要。本文结合航天航空等复杂机械产品的实际工程需求，对几何精度设计中的多目标公差优化技术展开研究，论文主要研究工作如下：（1）介绍了公差优化技术的研究背景、相关技术研究现状。结合公差建模、公差转换和公差优化模型及算法的国内外现状分析，指出了公差优化技术存在的主要问题，并给出了论文的课题来源和研究意义。（2）分析了面向公差优化的精度信息建模技术。以特征几何变动对称李子群的分类为基础，利用小位移向量对公差的变动作用进行解析，并根据公差域的类型和范围对小位移向量的大小进行求解。（3）研究了基于公差变动域的几何公差转换方法。针对不同类型的基准几何和功能几何，对功能几何被约束的自由度进行解析；根据基准选择原则、基准完备性和冗余性确定转换后的定位基准及公差类型；并利用几何公差累积方程实现公差值的求解。（4）研究了基于小生境粒子群算法的公差优化方法。构建了以加工-公差成本、质量损失成本、公差敏感稳健性为优化目标,以装配功能要求和经济加工能力为约束条件的公差多目标优化模型；基于Pareto和小生境的概念对标准粒子群算法进行改进，并设计了算法流程。（5）作为上述研究成果的工程实践，自主设计并开发了产品公差优化原型系统，详细论述了软件的开发背景、体系结构、功能模块和实现方法，并结合实例对提出的技术和方法进行了验证。最后，对全文进行了总结，并对下一步的研究工作和相关技术发展方向进行了展望。