针对汽车制动器的多目标优化问题进行了研究，建立了以制动效能因数最大、制动鼓体积最小和制动器温升最低的多目标优化模型。针对传统NSGA-Ⅱ算法求解三目标优化问题的不足，引入正交设计策略，提出了一种基于正交设计NSGA-Ⅱ的改进算法。将改进算法同时与NSGA-Ⅱ、PAES、MOCell三种经典的优化算法在DTLZ系列测试函数上进行性能测试，结果表明改进算法在求解三目标优化问题上具有更好的性能。用改进算法和NSGA-Ⅱ两种算法同时求解制动器的多目标优化算例，改进算法得到了分布更好的Pareto前端，表明改进算法对此类多目标优化问题求解行之有效。