Hallo Dustin,

sobald ein Thread in eine Speicherbereich schreibt und ein anderer Thread diesen liest, muss dieser Bereich geschützt werden.
Nur wenn überhaupt kein Schreibzugriff erfolgt, kann darauf verzichtet werden.
Genaue Beschreibung gibts in der Delphihilfe:
-> TCriticalSection
-> TMultiReadExclusiveWriteSynchronizer

Die Entwicklung des Anwendungsaufbaus kann ich dir nicht abnehmen, da ich die konkreten Anforderungen an dein Projekt nicht kenne.
Hier ein par Anregungen:

Ich würde jeden möglichen Prozessabschnitt als eigenständige Klasse erstellen.
Der Prozessabschnitt sollte eine Liste von Schnittstellen bereitstellen, die Eingabeparameter entgegen nehmen oder Ausgabewerte bereitstellen.
Der Abschnitt kann sich bei Bedarf einen Thread erstellen, der bestimmte Aufgaben erfüllt.
Dazu werden Eingabeparameter an threadsichere Property übergeben.

Auf Änderungen des Status/Ergebniss wird indirekt reagiert.
Der Thread schickt eine Botschaft an das Hauptformular, daß diese an den entsprechenden Prozessabschnitt übergibt.
Dieser liest den Status/Ergebniss über threadsichere Property und informiert die Ausgabeschnittstellen.
Alternativ könnte der Thread diese Aufgabe übernehmen, dafür müssen die Schnittstellen aber dann threadsicher sein.
Eine andere Möglichkeit, der Thread setzt bei Änderungen ein Property auf True, im Hauptthread werden über einen globalen Timer alle Prozessabschnitte zur Aktualisierung aufgefordert, der Thread reagiert auf das Property und setzt wieder False.

Die Erstellung und Verknüpfung der Prozessabschnitte untereinander kann im Kontext des Gesamtprogramms interaktiv mit dem Benutzer erfolgen.
Für jeden Prozessabschnitt-Klasse muss eine passendes Visualisierungsklasse existieren. Diese sollte über die Ein-und Ausgabeschnittstellen mit der Prozessklasse komunizieren und ein Steuerelement (z.B. ein Frame mit Reglern und Anzeigen) bereitstellen, steuern und Eingaben an die Prozessklasse weitergeben.