中国是世界上最大的矿石进口国，随着振兴东北老工业基地战略的逐步实施，东北地区对矿石、原油等大宗能源及原材料的海运需求量也与日俱增。为了满足需求，一方面可以建设新的专业化矿石码头，另一方面是在现有的码头基础上提高现有资源配置、改善装卸工艺流程。本文是基于后者而进行的。大窑湾矿石码头是东北地区第一个大型专业化矿石运输码头，它的建成改写了东北港口不能接卸大型矿石船的历史。本文以其二期港口装卸工艺系统为研究对象，使用Arena仿真工具建立了港口装卸工艺系统模型，然后运用仿真和优化两种方法对装卸工艺问题进行了研究。本文首先介绍了国内外矿石专用码头装卸工艺系统的发展动态，目前港口使用的各种装卸机械设备和装卸工艺类型。其次，对离散事件动态系统仿真技术及排队理论进行了研究，并根据港口的发展情况对已有的装卸工艺方案进行改进，在对港口装卸工艺系统作业过程的分析及对装卸过程中诸多随机因素的综合考虑基础上，建立了矿石专用码头装卸工艺系统模型，然后设定不同方案，通过模型运行得出了一个相对较优方案。最后根据装卸工艺的成本规划目标、约束条件及相应的经验分布等数据参数，建立了装卸工艺系统的优化模型，根据设定的仿真优化方法，利用Arena仿真软件的仿真优化器Opt quest进行仿真优化，并对优化结果进行了分析。本文运用的仿真方法和建立的系统模型均具有比较强的科学性、实用性，可以作为港口决策规划的参考依据。