装配线设计是一个古老而又全新的问题。在近几十年里，大量的设计方法学及相关学科已经发展起来。产品及制造领域中科技的不断革新经常会导致新的设计问题。一方面，科技的进步带来了更加复杂的制造系统；另一方面，市场的竞争缩短了产品的生产周期。这些因素都迫使装配线的改变和服务期的缩短，因此装配线的设计在制造领域就起到了非常重要的作用。在装配线设计领域里，布局和负载平衡性及物流系统的稳定性直接影响整个装配系统的效率和产品的质量。因此，研究这几方面的理论和方法具有深刻意义。另外，在装配线规划设计阶段，对装配线在真实运行状态下的负载平衡和物流系统的性能参数很难做出正确的判断，这就需要利用仿真技术，在装配线未建成之前对其进行验证。 本文主要包括四部分内容：一是分析装配线的布局构型，介绍两种常用的手工平衡方法分级位置权法和最大候选原则，用分级位置权法解决汽车变速箱装配线的负载平衡问题。二是分析汽车变速箱装配线的物流系统，确定物流形式、物流设备以及物流设备的数量。三是根据设计者提供的汽车变速箱装配线三维CAD模型和二维布局图纸，用3DSMAX软件进行装配线的虚拟布局，用TruFrame软件和Premiere软件创建装配线的三维球形场景，使其在Elumens虚拟显示系统中显示。四是利用EM-Power软件的EM-Plant模块对汽车变速箱装配线进行面向对象的仿真，对装配主线的平衡性，装配工位的负荷率以及物流系统的缓冲区库存安全值和物流设备数量等进行分析验证。 本文主要对汽车变速箱装配线的负载平衡、物流系统进行了设计，创建了装配线的三维虚拟布局场景，并利用面向对象的仿真技术模拟真实的装配线运行状态，获得了装配线设计中一些主要的参数，验证了设计的可行性。