公差设计包括公差分析和公差分配，公差分析可以判断现行的公差分配方案能否保证组装件的装配和使用性能，公差分配则是公差分析的反求过程。公差大小不仅影响组装件的性能质量，也决定着组装件的可加工性及加工成本，要实现设计和制造过程的同步设计，公差设计环节必不可少。传统的基于尺寸链的公差分析方法主要包括极值法、概率法，适用于传统的机加工件的偏差分析，对于复杂的组装件来说，其尺寸链环难以得到且使用尺寸链计算的公差分析的精度较差，所以需要使用基于蒙特卡洛随机抽样法的计算机辅助公差设计技术进行公差分析。使用3DCS软件建立三维装配偏差分析模型，运行蒙特卡洛仿真模拟，得到测量目标的统计分析结果及其超差情况，便于锁定需要优化的目标；运行HLM和几何因子影响系数（Geo-Factor）贡献度计算，得到测量目标的敏感影响因子及其几何因子影响系数，便于合理设计优化方案。优化方案主要包括：严格控制单件的公差大小；改进焊装件的装配流程；改进零部件的结构设计。本文对基于偏差分析结果进行稳健性优化的方法进行了研究，将几何影响因子和质量损失函数作为稳健性优化的目标函数，以制造过程能力和零部件的尺寸和几何公差为边界条件，实现了设计过程与制造过程的同步设计，提高了稳健性优化设计的效率。文中对比分析了极值法、概率法和蒙特卡洛法的优缺点，及其各自的适用范围；阐述了稳健性设计的方法及稳健性指标；详细介绍了两个线性贡献度计算方法HLM和Geo-Factor的数理依据和计算公式，并基于经验给出了两种方法的不同适用情况。根据三维装配偏差分析结果对加速踏板的装配质量进行了稳健性优化，在未改变零部件公差等级的情况下，根据贡献度计算结果针对性地改进了加速踏板和加速踏板安装板的定位基准的布置，便解决了加速踏板与地板间的操纵干涉问题，以实际工程应用验证了基于偏差分析结果进行稳健性优化的可行性。