El diseño de optimización de ensamblaje de componentes de satélites es un elemento crucial en el diseño general de satélites. En este documento, se propone un novedoso problema de diseño de optimización de ensamblaje tridimensional (3D-AODP) para componentes de micro-nano satélites de múltiples módulos, de acuerdo con los requisitos de ingeniería, con el objetivo de optimizar las características de masa del satélite, teniendo en cuenta restricciones como la interferencia espacial, la ocupación del espacio y ubicaciones especiales. Los micro-nano satélites de múltiples módulos son un nuevo tipo de configuración de satélites basada en el ensamblaje de múltiples unidades cúbicas en forma de U. El 3D-AODP de sus componentes es una tarea de optimización compuesta de dos capas que involucra la optimización de variables discretas para la asignación de componentes y la optimización de variables continuas para el diseño de la disposición, que interactúan entre sí. Para resolver el problema, se propone un método híbrido de optimización de ensamblaje basado en algoritmos de búsqueda tabu (TS) y evolución diferencial multiobjetivo (MODE), en el que el problema de asignación de los componentes se convierte en un problema de búsqueda de dominio mediante el algoritmo TS. Se consideran las restricciones de interferencia espacial y las restricciones de ocupación del espacio de los componentes, y se obtiene un esquema de asignación con la mínima diferencia de masa. Sobre esta base, se utiliza un algoritmo de evolución diferencial biobjetivo para desarrollar el problema de optimización de la disposición de los componentes, que tiene en cuenta las restricciones de no interferencia espacial y las restricciones de ubicación especial de los componentes, y se obtiene el conjunto de soluciones de Pareto del esquema de ensamblaje bajo las características de masa óptimas (momento de inercia y producto de inercia). Finalmente, se demuestra la viabilidad y efectividad del método propuesto mediante un caso de ingeniería.