为了增强我国装配系统的自主设计能力,提高装配系统的设计质量和效率,丰富敏捷制造环境下装配系统的设计理论和方法,本文以制造系统、随机过程、多目标优化、制造信息学等为理论基础,系统地研究了装配系统设计的主要问题及其关键技术.主要问题包括:布局和平衡设计问题、装配工艺方案设计问题、物流系统设计问题、信息集成系统设计问题.关键技术主要指装配系统设计的优化、建模和仿真等关键技术.分析了敏捷制造环境下装配系统的布局设计准则和设计流程.在考虑设备间的物流流量随机变化的情况下,建立了基于二次分派问题模型的鲁棒性布局设计的数学模型,并对可重构布局策略及其实施途径进行了研究.针对混合模型装配系统的平衡设计问题,推广了混合模型的优先图和组合优先矩阵的生成方法.考察和分析了装配操作时间的随机性及其分布函数,研究了装配过程中存在的学习现象.建立了基于平衡指数概念的混合模型、多模型随机操作时间类装配系统平衡问题的数学模型.