国内各港口的竞争日趋激烈,港口经营者面临着各种挑战。为了提升自身的竞争力,需要对港口码头运作过程中设施设备管理、作业资源调度等问题进行持续的改善。本文分析典型干散货码头的作业系统,针对散货堆场垛位管理、堆取料机调度等问题,基于多目标规划、分层赋时有色Petri网建模、CPN-Tools仿真技术等,对其物流运作系统进行仿真和优化,为码头经营管理提供有效的支持。主要内容有如下：针对干散货码头堆场空间划分和垛位选择问题,以提高堆场利用率为目标建立了垛位优化准则,结合层次分析和多目标规划理论提出一种新型的堆场垛位选择方法,给出各物料选择最优垛位的步骤方案。码头作业机械调度是调度理论在码头生产中的应用,由于散货码头堆取料机使用频次高,其调度问题是决定堆场物流系统作业能力的潜在瓶颈。针对“堆取合一”装卸工艺布局下,堆取料机的作业调度具有双边平行作业的特点,按照堆取料机在堆存区域行走路径最短和设备利用率最高为目标,根据生产作业计划、堆取料机及料堆位置,建立堆取料机作业多目标优化模型,提出一种基于层次分析法和线性规划的堆取料机作业优化方案。散货码头物流系统是既有离散性又有连续性的混合动态系统,研究中多采用建模仿真的方法。首先,结合散货码头的特点建立系统的Petri网动态模型,对设备资源配置进行分析,再使用CPN Tools仿真工具软件对系统运作过程进行仿真,并针对堆场管理提出散货码头物流运作的优化策略。以防城港作为实证研究对象,对其散货码头物流运作过程进行仿真,结合堆场管理策略、堆取料机调度策略,验证各策略下系统的最大通过能力和运作效率的差异。验证各优化策略的适用行,为码头运营管理提供支持。