Розроблено наукові засади створення систем агрегатно-модульного інструмента для важких токарних верстатів. Запропоновано принципи створення даних систем на базі кваліметричної оцінки станів процесу механічної обробки, можливих відмов технологічної системи, властивостей та критеріїв їх оптимізації, а також визначення вагомостей критеріїв. Розвинуто засади конструювання агрегатно-модульного інструмента з урахуванням оцінки напружено-деформованого стану та жорсткості основних вузлів. Створено математичну модель процесу дробління стружки їх різальними елементами та імовірнісної оцінки стабільності цього процесу. Розроблено імовірнісні моделі прогнозування стану системи агрегатно-модульного інструмента, їх безвідмовності та довговічності. Наведено систему функцій для багатокритеріальної оптимізації комплексу конструктивних та експлуатаційних параметрів агрегатно-модульного інструмента. Запропоновано методологію моделювання його складних конструкцій з використанням розрахунково-аналітичних методів скінченних елементів для стрижневих систем, статичних і динамічних методів досліджень.