随着集装箱船舶大型化、深水化的迅速发展,传统集装箱码头在应对船舶大型化、人工成本的上升及复杂天气因素等方面越来越吃力。自动化集装箱码头综合采用当前最先进的计算机技术、传感技术、自动化控制技术,对生产全过程进行优化控制、对码头装卸运输设备进行实时智能化调度。自动化码头能够显著提升集装箱码头的装卸效率,缩短船舶在港停靠时间,提高港口吞吐量,保证货物装卸质量,提高港口经济和社会效益,已经成为集装箱码头的发展的必然趋势。本文首先介绍了自动化码头的组成、装卸工艺、平面布置,对码头平面布置、装卸工艺和码头系统仿真的国内外研究现状进行了综合阐述。以我国第一个全自动化码头—厦门远海自动化集装箱码头为研究对象。重点分析了其平面布置和“岸桥+AGV+AGV伴侣+ARMG”的装卸工艺,指出了当前平行式布置及设备配置存在的主要问题,然后从平面布置和设备配置两方面利用仿真技术和数学解析方法对其进行了优化。在码头平面布置优化方面,厦门远海集装箱码头在进行全自动化改造时,在老码头改造的基础上沿用了堆场平行于码头的布置。该布置方案直接带来的问题是AGV会迂回运输导致水平运输距离增长。针对这一问题,本文提出了改进方案,将目前的平行式布置改为垂直式布置。对改进后的布置进行详细解释后,利用Flexsim软件分别建立了厦门远海自动化码头堆场平行式布置和堆场垂直式布置的两个仿真模型。在同样的输入参数设定下,改进后的布置方案在船舶到港平均等待时间、单船装卸效率、吞吐能力都优于目前的布置方案,因此建议在厦门远海自动化码头二期采用改进后的布置方案。在码头设备配置优化方面,首先通过设备利用率分析了当前设备配置存在的问题,仿真发现当前存在AGV利用率低的问题。为发挥自动化码头AGV全局调度的优势,最大限度的发挥装卸设备的效益,降低码头装卸设备的能源成本和折旧成本,本文提出在满足岸桥连续无延迟装卸的基础上基于岸桥事先拟定的装卸计划进行AGV数量配置,并将AGV数量配置问题转换成了网络最小流问题,构建了基于装卸计划进行AGV数量配置优化模型,并对该模型进行了实证分析,验证了模型的可行性并提出了优化建议。