本发明公开了一种基于梯度增强随机Co‑Kriging模型的非嵌入式不确定性量化方法，包括以下步骤：收集具有不确定性的样本数据；对样本数据进行预处理操作；构建通用随机Co‑Kriging模型，通过主响应和辅助响应来定义与目标函数及其梯度相关联的随机过程；将辅助响应改造为对应于主响应关于输入变量梯度的分量而建立基于梯度的随机Co‑Kriging模型；采用多项式回归的方式建立均值的通用随机Co‑Kriging模型；使用最佳线性无偏预测器构成基于梯度增强随机Co‑Kriging模型；通过最小化估计误差函数的方差和考虑无偏性条件来评估随机代理模型。