随着现代新零售与电商行业的迅速发展,订单碎片化、配送及时化和品项海量化成为仓储拣选的公认难题,在此背景下出现的以高密度存储和高效率拣选为显著特点的多层穿梭车系统在电商仓储中受到密切关注。本文所研究的跨层穿梭车提升机系统,是基于“货到人”理念而设计,集存储和拣选于一体的分布式自动化物流系统,充分利用仓储立体空间,通过高层密集存储货架、智能穿梭车、提升机等自动化设备相互配合完成订单的出入库作业。本文的主要研究内容和研究成果如下:首先,建立了跨层穿梭车系统复合作业时间模型,对影响跨层穿梭车系统货位分配性能的因素进行分析,建立了以任务均衡率、货架重心偏离度、复合作业平均单次作业路径为优化目标的数学模型。使用禁忌搜索算法对模型进行求解,以获得复合作业最优货位分配方案,并通过仿真实验验证了模型和算法的有效性。其次,建立了跨层穿梭车系统复合作业任务调度模型,并设计随机变异改进的离散粒子群算法对模型进行了求解。同时,为解决动态任务调度中的交货期约束下出库订单超时问题,设计三种超时订单插单策略,并建立超时订单插单模型,以获得最优的插单方案。通过使用Python语言编写仿真程序进行仿真实验,对模型和算法的有效性进行验证。最后,建立了跨层穿梭车系统复合作业货位分配、任务调度和超时插单集成优化模型,设计了三阶段禁忌搜索算法对模型进行求解,并将集成优化结果与单一问题优化结果进行比较,设计不同作业场景下的复合作业仿真实验,证明本文所提出的集成优化方案在提高复合作业作业效率、降低订单超时率方面均有良好性能。