虚拟制造是20世纪80年代后期提出并得到迅速发展的一个新的技术领域。基于虚拟环境的产品三维公差分析技术作为其关键技术之一，具有其发展的急迫性和广阔的应用前景。 利用计算机虚拟环境下的产品公差优化分析能直接有效地进行产品装配信息与公差信息集成，在此基础上可以对公差分配进行分析并加以优化，从而达到改进产品设计质量，降低制造成本，缩短产品开发周期的目的。 为此，本文首先在结合各公差分析理论的基础上，对目前常见的公差分析方法就其各自特点及适用场合进行了比较分析，得出Monte Carlo模拟法更适用于实际生产中复杂的三维非线性公差组合的结论。利用集成于UG内部的Tolmate公差分析软件，通过对公差的模拟仿真操作可得出较高精度的公差分析结果。 然后，本文研究了装配系统公差建模技术及在公差建模基础上的公差分析技术。本文提出，面向公差分析的产品装配模型以层次树状结构描述，包含了两个信息层，即宏观层：表示零部件之间的从属和约束关系；微观层：表示每个零件各自的公差特性之间的约束关系。并以典型的两孔两销装配结构为例，详细地介绍了基于Monte Carlo模拟法的公差分析方法，利用排除法求取公差敏感因子以及利用仿真数据求取合适的公差值的办法。 针对实际生产中常遇到的复杂大型装配系统，结合“电子天线部件的公差分析”课题，阐明了相应的公差分析方法。即在全面分析装配系统的基础上，通过合理简化把模型转化为相对简单易于分析的模型，并根据模型特点，因地制宜的采取合适的公差分析策略。而对于无法直接测量的目标公差可以利用间接法找到近似测量值取代。 最后，本文提出了一种新的考虑产品生产精度、装配成功率、生产成本以及顾客满意度四大因素的公差优化模型。通过引入“用户容差”概念，建立目标函数以及设计约束方程，并通过拉格朗日乘数法求解公差优化通式。