车身结构减重优化设计是一个复杂的问题，其变量和性能响应多，优化设计需要耗费的时间长。白车身的板件是冲压而成的，实际的板厚与设计中的名义值存在变差，加上实际加工中工艺、环境等不确定性因素的影响，使得基于确定性设计的方案在制造后，车身的性能指标存在波动，有可能满足不了设计要求，影响了日后的正常使用。鉴于此，在车身减重设计中，应该考虑不确定性因素的影响，使得设计的车身结构更加可靠。本文结合不同开发阶段车身结构轻量化技术体系，对某插电式混合动力车身结构采用板厚优化方法进行轻量化设计。提出了PSAU（P：基础性能分析，S：灵敏度分析，A：近似模型构建，U：不确定性优化设计）方法，并建立了PSAU方法模块化设计系统，应用该系统进行了基于设计参数波动变化的车身结构轻量化设计。考虑加工过程中的板厚、材料弹性模量、焊点属性等设计参数的扰动，在设计中必须把优化的设计范围域收得更窄。引入近似模型方法进行不确定性优化设计，针对现有近似模型存在模拟精度不足的问题，提出逐次逼近近似模型的构建策略，务求提高模型的全局和局部精度，最后基于径向基函数神经网络法构建了满足精度要求的逐次逼近近似模型。在优化策略上，针对传统的蒙特卡洛双循环优化策略效率不高问题，将其改进为单循环优化策略，并进行了移动约束步长的推导，进一步提高优化设计效率。应用PSAU方法模块化设计系统，建立了有效的车身结构刚度和模态有限元模型，根据白车身的模态实验结果，进行了提高车身结构仿真精度的研究，使得用于优化设计的有限元模型更加贴合实际情况；然后进行了灵敏度分析，确定参与优化设计的板件；利用最优拉丁超立方法进行试验设计，建立了构建近似模型的样本数据库，并构建弯扭刚度和模态频率的逐次逼近径向基函数神经网络模型；最后结合自适应模拟退火法进行了不确定性优化设计，在考虑设计变量、焊点直径以及材料弹性模量等设计参数波动变化情况下，得到了静态刚度和模态性能不降低的情况下车身结构总质量减少17.94kg的设计方案，且保证了设计方案的稳健性和可靠性，达到了预期的设计目标。PSAU方法对今后的考虑参数不确定性因素的车身结构轻量化设计具有一定的借鉴意义。