Zasnovano na praktičnim zahtjevima proizvođača TBM reznih glava, uspostavljen je temeljni proces dizajna reznih glava. Integracijom geoloških uslova tuneliranja, strukturnih parametara glave reza i operativnih parametara tuneliranja, razvijeni su računski modeli za ključne elemente dizajna-kao što su izgled rezača, konfiguracija otvora i dizajn tijela glave reza- što je dovelo do prijedloga odgovarajuće metodologije dizajna za poboljšanje sposobnosti TBM-a za prilagođavanje specifičnog okruženja rezne glave. Ovaj radni tok dizajna uključuje odabir tipa tijela rezača, rasporeda rezača, dizajna žlijeba za blato i dizajna potporne strukture.
U praktičnim inženjerskim aplikacijama, izbor rezača i određivanje primarnih operativnih parametara (uključujući razmak rezača, dubinu prodiranja, potisak i obrtni moment) moraju biti vođeni preovlađujućim geološkim uslovima. Alati kao što je ANSYS se koriste za izvođenje simulacija za analizu mehaničkih performansi (posebno procjenu maksimalnih deformacija i nivoa naprezanja), dok se simulacije metode diskretnih elemenata (DEM) koriste za analizu efikasnosti uklanjanja blata. Nadalje, metoda rekonstrukcije deformacije-bazirana na BP neuronskim mrežama i analizi konačnih elemenata (FEA)-može se primijeniti za praćenje naprezanja na kritičnim lokacijama na TBM reznoj glavi, čime se rješavaju izazovi povezani s praćenjem deformacija u teškim radnim uvjetima.
Dizajn rezne glave mora efikasno rješavati složena geološka okruženja, uključujući slojeve stijena visoke-tvrdoće, pješčane slojeve{1}}bogate vodom i kompozitne formacije tla. Značajno je da se dizajn reznih glava za TBM-tvrde stijene punog lica koji se koriste u iskopavanju uglja razlikuje od dizajna konvencionalnih TBM-ova tvrdog kamena, jer se moraju pridržavati specifičnih dimenzija i ograničenja težine nametnutih zahtjevima za podzemni transport i montažu. Inovacije dizajna se često prilagođavaju specifičnim zahtjevima projekta; primjeri uključuju ciljane karakteristike dizajna usvojene za "Kavkaz" hard rock TBM-kao što su sinhrono tuneliranje i tehnologija montaže segmenata, aktivni sistemi artikulacije i dvosmjerno rotirajuće glave za sečenje.
