在现代制造模式中,先进的制造系统对生产物流提出了越来越高的要求。自动化立体仓库是生产物流的重要组成部分,合理的调度方法和货位分配方法可以有效地缩短货物出/入库距离,减少出/入库任务序列的执行时间,达到提高自动化立体仓库运行效率和空间利用率的目的。本文主要针对适用于CIMS制造模式下的自动化立体仓库进行研究,建立了具有通用性的立体仓库调度路径模型和货位分配模型。基于所建立模型的特点及实际生产工况,提出相应的优化算法,实现了立体仓库高效运行的目标。全文以CIMS制造模式为基础,首先研究了先进制造模式下生产物流的特点及其需求,并以货物出/入库方式为评价标准,对立体仓库的布局结构进行分类。根据适用于CIMS制造模式下生产物流的特点及需求,并通过对同端式、两端式和分散式出/入库模式下的自动化立体仓库布局结构的研究,构建了适用于CIMS制造模式的分散式自动化立体仓库布局结构模式。基于对分散式布局模式下自动化立体仓库结构特点的研究,采用面向对象技术对立体仓库中的传送装置、中转装置、仓储装置及出/入库货物等相关部件进行聚合分类。运用Petri网建模方法建立自动化立体仓库总体调度的Petri网模型,并采用Petri网模型分析方法对该布局模式下的货物流动情况进行分析,解决了生产物流中冲撞、锁死等问题,满足了生产加工过程中货物运输平稳性及有序性的需求。基于对分散式出/入库布局模式下的自动化立体仓库布局结构特点及CIMS制造模式下任务特性的研究,提出了适用于CIMS制造模式的货物-货位属性联合表示方法。本文以效率优先原则、相关性原则、稳定性原则及相对货架质量相近原则等货位分配原则为评价标准,建立适用于分散式出/入库布局模式的货位分配模型,解决了现有货位分配模型不能满足改进后货物属性参数的问题。基于遗传算法并采用随机权重方法对所建立的货位分配模型进行优化求解,实现了自动化立体仓库的高效运行。基于对CIMS生产环节物流结构的分析,对分散式出/入库布局模式下的自动化立体仓库堆垛机调度路径模型进行研究,提出了适用于多出/入库台情况下的堆垛机SC/DC作业方式。以堆垛机执行一组任务序列的总时间为评价标准建立多出/入库台工况下的堆垛机调度路径模型,并采用遗传算法对所建立模型进行优化求解,实现了多出/入库台工况下堆垛机高效运行的目标。在出/入库总调度模型和所建立的货位分配模型、堆垛机调度模型,以及对自动化立体仓库调度仿真系统的需求分析的基础上,基于Visual Studio2012开发了自动化立体仓库调度仿真系统。实例参数测试表明,调度仿真系统有效地指导了自动化立体仓库结构参数设计以及调度方法的选择,为立体仓库的设计及优化提供了科学依据。