公差设计是产品设计制造生命周期中的一个重要活动，利用计算机数字样机可以实现产品装配信息与公差信息的集成，在此基础上可以对公差进行分析和优化，从而达到改进产品设计质量，降低制造成本，缩短开发周期的目的。本文立足于已有的研究成果，以数字样机为研究对象，开展了公差建模、公差分析和公差优化分配技术的理论与方法研究，主要研究内容概括如下： 1)数字样机公差分析模型的构造理论和方法。本文拟通过在数字样机几何模型基础上研究可浮动表示的公差模型，可视化的表达零部件公差信息及装配误差，实现了数字样机的误差可视化。 2)数字样机公差分析技术。利用蒙特卡洛仿真方法来对数字样机进行装配公差分析，并根据仿真结果对数字样机进行装配成功率、工序指数计算以及百分比贡献率分析等后续处理。 3)数字样机的公差优化分配技术。建立了考虑生产成本、生产精度和客户满意度的公差优化模型，通过蒙特卡洛模拟仿真确定约束条件，并采用遗传算法求解。 4)形位公差的优化分配方法。以加工成本最低为目标，以蒙特卡洛仿真确定约束条件，构建了形位公差的最优分配方法，并以实例进行了分析验证。