港口是具有水陆联运设备和条件，供船舶安全进出和停泊的运输枢纽，是拉动一个地区经济增长的关键战略资源。随着改革开放的不断深入，中国进出口贸易额不断攀升，港口产业不断升级，港口间的竞争也愈演愈烈。佛山三水港具有优越的地理位置条件，但是港口的作业仍主要依靠人工操作，信息的传递主要依靠纸质单证，作业效率较低。本文以佛山三水港为研究对象，选取三水港业务中最具代表性的重出吉回业务作为优化对象，介绍了三水港现有业务流程、港内布局、设备数量、工作时间等情况，分析了现有业务流程存在的不足。根据petri网基本知识及理论对重出吉回业务进行建模，并构建关联矩阵对所建模型的合理性进行检验。此外，对所建petri网模型进行子网检测，寻找子网间的同步关系与冲突关系，采用关联矩阵重组优化规则、引入智能闸口等手段对现有流程进行优化并建立优化后的petri网模型。最后，利用Arena仿真软件对优化前及优化后的业务流程进行仿真，对比流程优化前后在作业时间、拖车闸口外等待时间、拖车闸口外等待队长等方面效率的提升。