航空公司通常以潜在收益最大化来组织生产计划，包括航班计划设计、机型指派、飞机维修路线安排、机组排班等。这些计划在执行时会受到各种内、外部因素的影响，从而产生不正常航班。不正常航班发生时，航空公司力图采用恢复优化技术来降低运营成本。如果在生产计划制定阶段，就考虑到运营环境的不确定性，使生产计划具有某种程度的抗干扰能力。在航班发生延误和取消时，使后续航班受到的影响最小，有效的抑制不正常航班的蔓延；同时提高航班恢复的效率。这就是航班生产计划的鲁棒性。首先，本文回顾国内外研究现状，结合航班运营环境和实施流程，给出了鲁棒性设计的概念；分析了鲁棒性设计的复杂性，鲁棒性的评价方法，以及鲁棒性设计的一般方法。其次，研究了优化航班时刻以控制延误传播的鲁棒性设计；在回顾经典时刻网络模型的基础上，总结了机型指派鲁棒性设计的一般方法，并分析了一个满足变动需求的机型指派模型。最后，使用自然约束语言NCL，对基于集合规划的飞机均衡使用问题进行了建模、求解和分析；证明了模型的有效性。本研究丰富了航班生产计划的鲁棒优化理论体系和不正常航班管理理论；对提高航班的抗干扰能力，减少航班延误、提高旅客满意度，构建和谐民航有一定的指导和应用意义。