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可重构制造系统(RMS)是一种能够根据市场需求变化及时提供相应的生产能力与功能的新型制造系统。组态及其路径设计是可重构制造系统设计的核心内容之一。本文结合国家863项目“可重构制造系统技术”(编号：2001AA412160)，以运筹学为工具，开展了不同需求环境下RMS的组态及其路行设计方法的研究，结合先进的仿真方法与软件工具，仿真了各组态的运行状况。 第一章，阐述了可重构制造系统产生的背景及意义，论述了可重构制造系统设计研究的国内外现状，分析了可重构制造系统设计的研究内容。最后，给出了本论文的主要研究内容与论文的组织结构。 第二章，讨论了可重构制造系统的一些基本概念及重要特征，介绍了可重构制造系统的系统级设计流程。论述了图与网络理论、双向扫视算法、排队论等运筹理论，以及它们在可重构制造系统的组态设计中的应用。 第三章，研究在确定需求环境下RMS的组态与组态路径设计方法。建立了RMS的周期成本模型、重构成本模型与全生产周期成本模型。构建了RMS组态有向图，用双向扫视算法求出各有向图的成本K-优组态。结合K-优组态及组态间的重构成本，构建了RMS全生产周期组态路径有向图，求解了K-优组态路径。最后用实例验证了所提出的设计方法的有效性与可行性。 第四章，基于排队论与有向图理论，提出了单品种随机需求条件下RMS的细态及其路径的迭代设计方法。构建了RMS的排队模型，建立了稳态条件下系统的概率转移方程，给出了RMS的利润模型。最后，以实例验证所提出的方法的有效性。 第五章，结合制造企业的实际情况，应用本论文所提出的方法设计出不同的需求环境下RMS的组态及其路径。基于Flexsim仿真平台，建立了RMS组态的仿真模型，并仿真各组态的实时生产状态。 第六章，回顾与总结了全文的主要研究内容，归纳了本文的主要研究成果，并对今后的研究工作做了展望。