通过研究区间不确定性优化理论和方法，为复杂装备和结构的区间不确定性优化设计提供有效工具。针对一般的不确定性优化问题，从数学规划理论层面提出了两种非线性区间数优化的数学转换模型，即区间序关系转换模型和区间可能度转换模型。给出多网络和单网络两种混合优化算法求解转换后的两层嵌套优化问题，从而构造出两种高效的非线性区间数优化算法。对区间结构分析方法进行了扩展，并基于区间结构分析方法发展出了一种高效的非线性区间数优化算法。基于序列线性规划技术，发展出了一种高效的非线性区间数优化算法。提出了基于近似模型管理策略的非线性区间数优化算法。提出了基于局部加密近似模型技术的非线性区间数优化算法。针对带有区间相关长度的随机场结构响应分析问题，发展出一种区间与随机场混合的不确定结构分析方法。针对具有黑盒子型极限状态函数的椭球非概率可靠性分析问题，借鉴传统的概率可靠性分析中的经典响应面法思想，发展出了一种基于序列迭代响应面的椭球非概率可靠性分析方法。为保证区间不确定优化算法中内层优化的极值要求，提出了一种改进的基于代理模型的全局搜索策略，用于解决针对不确定参数的变化范围较大优化设计问题。