随着科学技术的发展,产品质量、成本以及上市时间已成为国内外市场竞争的焦点,传统的串行设计已不能适应快速变化的市场需求,如何从整合的角度,利用质量工程技术,设计并生产出高质量、低成本以及短周期的产品成为企业赢得竞争的根本。为了实现产品的质量设计,必须探索产品/过程输入与输出变量之间的关系。然而,在实践中,由于过程的复杂性、试验误差等多方面因素将在一定程度上影响试验数据的准确性,进而导致建模过程中存在不确定性。此外,实际的产品往往具有多个质量特性（多响应）。因此,如何通过建模优化技术,减少不确定性因素对多响应产品经济性质量设计的影响,倍受研究者的关注。本文以参数和容差经济性设计问题为研究对象,基于响应曲面方法,从整合的角度,以质量和成本为目标,重点对多响应参数和容差设计中的模型参数不确定性、输入参数不确定性以及稳健建模问题进行了深入研究。对于提高产品质量,降低成本,提升企业市场竞争力具有重要意义。主要研究内容如下:首先,以基于位置效应的多响应参数和容差整合设计为研究对象,提出了考虑响应相关性、设计变量容差以及模型参数不确定性的新的期望质量损失函数,进而建立了包含容差成本和质量损失函数的优化目标函数。实际案例和仿真结果表明,该方法不仅改善了模型的预测性和稳健性能,而且能够在显著降低总成本的同时提高产品质量。其次,针对基于位置和散度效应的多响应参数和容差整合设计问题,本文将模型参数不确定性和二次损失函数的散度效应引入到参数和容差整合设计建模中,从而使所构建的模型能够在位置效应、散度效应以及容差成本之间进行权衡,以达到较低的稳健总成本。通过实例分析和仿真试验,验证了所提方法的有效性。再此,针对预测响应波动下的多响应参数和容差整合设计问题,本文结合蒙特卡洛方法和区间分析理论,基于稳健设计思想,从位置效应和散度效应的角度,构建了包括质量损失,容差成本,合格产品单位制造成本和报废成本的优化模型。该方法将预测响应波动造成的损失纳入到优化模型中,从而以较低的经济成本来提高产品质量的稳健性。最后,以考虑噪声变量的多响应参数和容差整合设计为研究对象,根据区间估计理论,分析了模型参数和噪声变量中待估参数的不确定性问题,之后从稳健性和经济性的角度,提出了包含位置效应和散度效应的质量损失和容差成本的多响应优化模型。该方法同时将两种不确定性源融入到目标函数中,不仅对不确定性因素的干扰具有较好的稳健性,而且能够在质量损失和容差成本之间进行合理权衡,达到较低的总成本。