不确定性现象普遍存在于机械τ结构υ系统当中，可靠性是反映不确定性条件下系统质量的一个重要性能指标，优化设计是现代设计理论中实现包括可靠性在内性能指标的一种重要设计方法随着机械系统的精密高速重载和轻型的发展趋势，机械产品的可靠性要求日益提高对于只包含随机不确定性的情况，基于概率的可靠性优化设计方法已日趋成熟；对于包含由知识不足信息模糊数据不完备等原因引起的认知不确定性的情况，基于可能性的可靠性优化设计已表现出一定的优势；但对于同时包含随机和认知不确定性的情况，目前还没有一套完整的可靠性优化设计方法体系针对上述情况，为适应目前机械可靠性设计中的模型通用性低计算复杂性高以及计算工作量大等现实问题，本文以可展开空间绳系的设计为主要工程背景，结合概率可靠性和可能可靠性的理论基础，旨在研究探索一套能够处理混合不确定性情况的可靠性优化设计方法体系，为机械产品的可靠性设计提供技术支持本文的主要研究内容如下：(1)对于分别包含随机和认知不确定性的情况，分别介绍基于概率的可靠性和基于可能性的可靠性建模理论及其分析方法，并分别给出对应的基于可靠性的优化设计(Reliability Based Design Optimization，RBDO)和基于可能性的优化设计(Possibility Based Design Optimization，PBDO)模型及其高效的求解算法以此为基础，提出能够处理同时包含随机和认知不确定性的混合变量优化设计(MixedVariable Design Optimization，MVDO)模型，并提出基于顺序优化与可靠性评估(Sequential Optimization and Reliability Assessment，SORA)方法的MVDO模型求解方法和流程；通过典型的机械设计算例分析验证该方法的有效性(2)对于极限状态函数为非线性隐式函数的问题，本文结合试验设计有限元方法和BP神经网络，提出基于神经网络的高精度全局代理模型以代理模型的误差为不确定性变量，以假设检验理论为基础，提出确认和验证代理模型精度的假设检验方法以曲柄摇杆机构的可靠性分析为算例，验证了该方法具有较好的可行性和较高的求解精度(3)以可展开空间绳系为应用对象，对所提出的混合不确定性条件下的可靠性建模方法和求解策略进行实例验证在分析可展开机构的功能和结构特点的基础上，进行包括载荷设计参数和计算模型在内的不确定性因素分析，建立可展开机构的强度神经网络代理模型，以及可展开机构的可靠性优化设计模型，并获得具有一定工程参考价值的优化设计结果，验证了本文所提方法的有效性