本书针对复杂工程系统设计的多学科优化问题，全面的介绍了多学科优化、灵敏度分析、可靠性分析的基本理论和方法，提供了航空航天系统不确定性多学科分析和优化的新途径，并给出了相应的优化设计实例。阐明并实现了在不确定性存在情况下复杂航空航天系统设计过程中的最新方法。为了达到缩短设计周期的最终目标，本书提供了集成大量组件和约束的方法。同时，还提供了关于各种问题的见解，包括学科耦合，敏感度分析，不确定性的传播，可靠性分析与全局性多学科问题的优化，研究范围涵盖了当前正在研究中的领域。

系统工程是分析解决复杂系统的论证、设计、生产和使用中评价决策和权衡优化问题的有效方法和手段。系统工程不仅有完整的理论方法和技术手段构成的科学体系，而且在像航天系统这种经费预算多、研制周期长、运行使用风险高的复杂系统中的具体应用又体现出多样性和复杂性。如何有效地利用系统工程理论和方法针对复杂系统进行组织管理并达到预期目的，需要对系统工程思想有深刻的理解和丰富的工程实践经验。美国国家航空航天局（NASA）的系统工程手册是对其多年系统工程实践经验的总结，本书编译自该手册2016年的版本，主要包括三部分