Il modello basato sull'analisi di variazione statistica sfrutta i principi della statistica per rilassare le tolleranze dei componenti senza compromettere la qualità. La variazione di ogni componente viene modellata come distribuzione statistica e queste distribuzioni vengono sommate per prevedere la distribuzione della misurazione dell'assieme. L'analisi di variazione statistica prevede pertanto una distribuzione che descrive la variazione della misurazione dell'assieme, non i valori estremi di tale variazione. Questo modello di analisi fornisce una maggiore flessibilità di progettazione consentendo al progettista di progettare in base a qualsiasi livello di qualità, non soltanto al 100%.