集装箱码头是海运与陆运的连接点,它作为海陆多式联运的枢纽,在国际物流链中扮演着重要角色。为降低船舶在码头的停泊成本,提高集装箱码头的装卸效率,减少船舶在港时间就成为当前集装箱码头的首要任务。为此,一些码头开始采用一些新工艺和新设备,例如：边装边卸工艺和双40英尺岸桥。这些新工艺和新设备的使用,在提高港口整体作业效率的同时,也对港口设备协同作业提出了更高要求。本文以新工艺和新设备使用下所出现的设备协同问题作为研究对象,运用混合流水车间调度问题及其下界理论,对同时采用边装边卸工艺和双40英尺岸桥的集装箱码头作业系统的调度问题进行了描述、分析和研究,并定义该系统为集装箱混合装卸系统,结合数学规划理论,构建了集装箱混合装卸系统的3阶段混合流水作业车间调度模型,目标是最小化系统的完工时间。鉴于集装箱混合装卸系统的调度问题属于混合流水车间问题,具有NP特性,在问题规模较大时无法快速获取近优解或可行解,因而专门对该问题设计了启发式调度算法,以获取问题的近优解,并结合下界理论评估启发式调度算法。该启发式调度算法采用“作业面”的集卡调度方式,结合了基于机械资源的任务平衡和基于时间窗的局部优化两种调度策略,能够实现设备的动态调度和港口设备的协同作业。由于该问题的随机性,本文运用事件驱动和面向对象方法,构建了问题的仿真优化模型。该仿真优化模型,融合了启发式调度算法和通用型仿真模型,后者能够模拟先卸后装或边装边卸工艺,也可在对应的工艺下使用单40英尺或双40英尺岸桥。最后,设计了不同规模的案例,结合仿真输出数据,分析了设备的利用率、系统的最小完工时间、算法间隙等,并对不同工艺或不同设备下的集装箱作业系统进行了比较。仿真实验结果及其分析表明：1)本文设计的启发式调度算法能从时间成本和调度效果上满足这些新工艺和新设备的作业需求；2)采用边装边卸作业和双40英尺岸桥,集装箱码头的作业效率有明显提升,但边装边卸工艺对设备的协同提出了更高要求；3)边装边卸和双40英尺岸桥的使用,对港口资源配置提出了新的要求,需要增大集卡和场桥的配置数量。