随着仓储技术的进步和市场需求的增加,自动化存取系统(Automated Storage and Retrieval System AS/RS)得到了广泛的应用。料箱式多载具AS/RS通常用于质量与体积较小的物品的存储与拣选,由货架、多载具堆垛机以及拣选系统组成,存储单元为料箱或托盘。堆垛机执行存取作业,拣选工作站对取出的存储单元进行拣选及补货等操作。料箱式多载具AS/RS应用于小批量多品种的订单拣选,能够节省人力劳动,提高拣选准确率和仓储系统的工作效率。本文对料箱式多载具AS/RS中多载具堆垛机的作业调度问题进行研究,并通过解析和仿真方法对系统的绩效进行评价,为系统的设计和运作提供决策参考。首先分析堆垛机存取作业特点,建立了取货指令调度的整数规划模型,设计了先到先服务、最近邻居算法以及禁忌搜索算法。通过对不同规划批次规模下调度方法的求解质量及效率进行对比分析可知,最近邻居算法与禁忌搜索算法均能显著改进解的质量,且禁忌搜索算法能够在短时间内获得问题的近似最优解。进一步对最近邻居算法下堆垛机的期望行程时间进行了解析分析,提出了系统的周期时间、吞吐量及拣选员和堆垛机使用效率的解析表达。通过蒙特卡洛数值实验验证了解析值具有较高的准确性。同时数值实验结果表明单位拣选时间的随机波动、批次规模和载具数量影响系统吞吐量。对不同拣选时间和存取作业时间组合下的系统绩效进行分析,发现以及当系统瓶颈位于堆垛机的行驶时间时,作业调度能够显著提升系统绩效。当拣选员的拣选时间与堆垛机行程时间相当时,拣选员与堆垛机的利用效率较高且较为平衡;在此情境下以平衡堆垛机各个子行程的行程时间,最大化系统吞吐量为目标求解整数规划模型。相比于初始调度方案,采用该模型求解得到的调度方案,系统的吞吐量得到了提升,同时堆垛机的行程时间有所增加。考虑到实际情景中订单具有动态随机到达的特点,因此建立了动态仿真模型,模拟系统对订单的处理过程。选取指令响应时间、排队长度及吞吐量等多个指标,对系统长期运行的稳定性和绩效表现进行评价。通过仿真实验分析系统载荷、批次规模以及调度方法的变化对各个指标的影响,为实际运营环境下的系统设计提供决策参考。