علم طراحی آزمایشات در حالت کلاسیک خود برروی مسایل با یک متغیر پاسخ دارای توزیع نرمال تمرکز می کند، حال آنکه در بسیاری از فرآیندهای تولیدی محصول مورد نظر دارای بیش از یک متغیر پاسخ بوده که این متغیرهای پاسخ ضمن همبسته بودن دارای توزیع های آماری متفاوتی می باشند. در این پایان نامه بهینه سازی مسایل چند پاسخه در طراحی آزمایشات با وجود متغیرهای پاسخ غیر نرمال مورد بررسی قرار می گیرد. رویکرد اصلی در روش پیشنهادی استفاده از شاخص توانایی فرآیند چند متغیره برای تبدیل چند متغیر پاسخ به یک متغیر پاسخ می باشد. محاسبه چنین شاخصی برای چند متغیر پاسخ دارای توزیعهای غیر نرمال خود از نوآوری های این تحقیق می باشد. نوآوری دیگر مطرح شده در این پایان نامه، یافتن تیمار بهینه با در نظر گرفتن میانگین هندسی مقادیر شاخص توانایی فرآیند برای سطوح مختلف متغیرهای کنترلی می باشد. برای محاسبه شاخص توانایی فرآیند مسایل چند پاسخه دو رویکرد به کار برده شده است. (1) رویکرد ارزیابی و استفاده از روشهای تبدیل داده های غیر نرمال به داده های دارای توزیع نرمال و (2) استفاده از مدلهای آمیخته گسسته - پیوسته در محاسبه شاخص توانایی فرآیند. کارایی روش پیشنهادی در مسایل با چند متغیر پاسخ پیوسته دارای توزیع غیرنرمال، مسایل با چند متغیر پاسخ گسسته، مسایل با یک متغیر پاسخ نرمال همبسته با یک متغیر پاسخ پواسون و مسایل با یک متغیر پاسخ نرمال آمیخته با یک پاسخ باینری مورد بررسی قرار گرفته است. اثر بخشی روش پیشنهادی از طریق چندین مساله شبیه سازی شده و دو مطالعه موردی صورت گرفته در یک فرآیند تزریق پلاستیک به تصدیق رسیده است. استفاده از روش پیشنهادی با در نظر گرفتن این فرض صورت گرفته است که اثر متقابل بین متغیرهای کنترلی وجود ندارد. نتایج به دست آمده از مثالهای شبیه سازی شده و مطالعات موردی نشان دهنده توانایی روش پیشنهادی در کشف تیمار بهینه برای مسایل طراحی آزمایشات چند پاسخه با وجود متغیرهای پاسخ غیر نرمال می باشد.