计算机辅助公差设计是先进制造技术中的重要环节，也是CAD/CAM的关键技术，由于其发展相对落后，不能与目前的CAD/CAM集成及CIM的发展相适应，并制约其进一步发展。因此，当前进行计算机辅助公差设计技术的研究是CAD/CAM及CIM发展的迫切需要，已引起各国学者的普遍重视。现代制造业面对的是多品种、小批量和日益集成的生产环境，为了缩短产品开发周期、降低成本，必须采用并行设计。公差设计作为产品设计的一个重要部分，也必须在设计时考虑产品制造、装配、使用的具体环境以及产品的加工成本和产品质量稳健性损失成本，以满足市场竞争的需要。　　本文在分析国内外计算机辅助公差设计相关技术发展与研究现状的基础上，基于产品加工和使用的具体环境，充分考虑装配的模糊可靠性，以加工成本和产品质量稳健性损失成本最小为目标进行公差优化设计。主要研究内容包括尺寸公差与形位公差的协调性分析、基于加工与使用环境的公差模糊装配可靠性分析、加工成本-公差模型、产品质量稳健性损失成本模型及公差多目标优化设计方法等。　　尺寸公差与形位公差的协调性分析是计算机辅助公差设计中不可缺少的重要环节。只有保证了尺寸公差与形位公差的协调，公差设计才有意义。本文依据公差国标中的包容要求、最大实体要求、最小实体要求分别确定了圆形轴孔、槽、方孔及棱柱的尺寸公差与形位公差协调性的判定原则，建立了判定协调性的等效不等式，为计算机辅助公差设计的协调性评价提供了可行的方法。　　依据并行设计的原则，提出了综合尺寸误差的概念，在进行公差设计时，除考虑加工的具体环境外，还将使用环境中的变形误差引入到公差分析中，提高了公差设计的实用性。分析了温度和力引起的零件的变形误差。研究了零件误差的分布规律在公差分析中均方差、概率密度函数的表示形式及工艺误差的取值范围，并分析了瑞利分布、β分布的产生条件、参数的确定方法等，探讨了在具体加工环境下的加工误差。研究了装配成功的模糊性，确定了模糊装配成功率，并论述了公差设计中用蒙特卡罗模拟法进行模糊装配可靠度分析的方法。　　综合考虑零件毛坯成型方式、材料的可加工性、尺寸大小及工人操作水平等因素对加工成本的影响，运用模糊重心评判理论确定各组成环的加工难度指数，建立了基于公差分配权重值的成本-公差模型，即面向加工成本的公差优化设计加工成本目标函数。依据公差稳健设计的思想，以封闭环误差分布概率密度函数的方差和优质品概率之比为设计目标，建立了公差优化设计产品质量稳健性损失成本目标函数，并研究了优质品率和封闭环误差分布方差的确定方法。　　以加工成本和产品质量稳健性损失成本为目标，以模糊装配可靠度、可取公差极限范围和尺寸公差与形位公差的协调性为约束条件，建立了公差多目标优化数学模型。提出了用协调曲线法求解该公差多目标优化模型，研究了协调曲线法的求解方法，并采用遗传算法进行公差优化分配。　　开发了一个基于产品使用环境的公差多目标优化设计原型系统，对本文提出的公差设计理论进行了实例化应用，实现了公差的多目标优化设计。