随着自动化技术的飞速发展,传统人工仓储系统已很难适应生产制造企业对柔性化生产的需求。在此背景下,机器人仓储系统开始在各行各业中广泛应用。机器人仓储系统的可移动货架使其具有较高的灵活性,可以根据需求变化进行动态仓储布局调整,有其他物流系统所不具备的优势。本文着重研究了以鱼骨型货架布局为基础的机器人仓储系统布局设计优化及货位分配优化问题,对仓储系统的前期设计具有理论指导意义。首先,通过对鱼骨型货架布局基本参数的定义和计算,得出机器人仓储系统下鱼骨型货架布局的详细设计方法,并根据机器人仓储系统的作业流程得出鱼骨型货架布局中机器人的搬运可移动货架的出入库行走距离、行走时间及能量消耗的计算方法,为分析鱼骨型货架布局的适用性及研究机器人速度和加速度参数配置奠定基础。其次,通过仿真实验研究了鱼骨型货架布局在不同仓库长宽比、仓储规模和货架尺寸的情况下,货架出入库效率和仓储面积利用率的性能变化,得出鱼骨型货架布局性能较优的设计。以传统货架布局为对比实验,研究了鱼骨型货架布局的特点及适用场景。在此基础上,研究了机器人速度及加速度两个基本参数变化对系统货架出入库效率和能量消耗的影响,得出了最优鱼骨型货架布局下适宜的机器人速度及加速度参数取值范围,为仓库设计人员提供仓库建设初期货架布局优化及机器人参数优化的设计思路。最后,对基于鱼骨型货架布局的机器人仓储系统,建立了以货架出入库效率最优和局部巷道工作量均衡为目标的货位分配优化模型,设计自适应遗传算法和模拟退火粒子群算法进行求解。为了进一步研究改进算法的性能,设计了不同规模的货位分配优化问题,以基础算法为对比,对改进算法的目标函数优化率和迭代次数两个性能进行分析,验证了改进算法对鱼骨型货架布局机器人仓储系统货位分配优化问题的适用性和有效性。