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在机械优化设计中考虑栽荷等不确定性因素的影响，用凸集模型描述设计中存在的不确定性，采用物理规划的方法构造不确定性参数的不满意度函数，通过极小化不满意度函数最差值的方法来实现目标函数的稳健性，通过最坏情况分析方法来实现约束函数的稳健性，使目标函数和约束函数都能实现稳健性。建立基于物理规划的稳健可靠性优化模型，这种模型是一种嵌套的优化模型，采用分层方法对其求解。以起重机主梁优化设计为例说明这种模型的合理性.