多层配送中心的应用在满足物流企业大容量仓储需求的同时,也对其内部的产品货位布局带来挑战。合理的产品布局,有助于提升系统分拣效率、加快产品周转,快速响应客户需求,提高客户满意度。但多层配送中心的货位指派问题由于受到订单需求、产品特征、分拣策略、电梯运输等多重因素的作用,影响机理复杂,建模及求解往往较为困难。基于此,本文通过构建分拣-电梯排队网络,分析各个系统与产品货位指派的相互影响关系,获取订单在层内分拣系统的平均逗留时间及产品在电梯运输系统中的平均逗留时间,并以此为优化目标构建反馈式的多阶段货位指派优化模型,从而实现对多层配送中心的货位指派优化。本文选取了具有良好解析性、拟合效果好的的相位型（Phase type,PH）分布对分拣-电梯排队网络进行拟合。首先通过分析层内分拣系统的特征,以及货位布局对分拣时间的影响,构建了PH/PH/C0/C分拣排队模型。为便于求解,将其转化为PH/PH（y）/1/C模型。基于排队网络中分拣系统的输出与电梯系统的输入之间的关系,将以订单为对象的分拣系统输出参数转化成以产品为对象的电梯系统输入参数。此外,考虑到电梯系统的特征,构建了成组的PH/PH[0,θ]/1/C’电梯排队模型。通过分拣-电梯排队网络的建模与求解,最终获取了订单的平均逗留时间及产品在电梯排队系统中的平均逗留时间等系统性能指标。随后,基于分拣-电梯相位型排队网络的研究,考虑多层配送中心的货位分布特征,建立了三阶段的货位指派优化模型:首先根据产品间周转率、产品货位数量需求及各楼层可用储位等因素建立产品群聚类模型,对产品进行聚类;其次以产品群重心最低和产品在电梯排队系统内平均逗留时间最短为优化目标,建立了层间货位指派模型,对产品群的层间货位进行指派;最后以产品层内货位为决策变量,以就近出入库为原则,产品在电梯排队系统中的平均逗留时间最短及订单在层内分拣排队系统的平均逗留时间最短为优化目标,形成层内货位指派优化模型。并分别设计了自适应大规模邻域搜索算法和禁忌搜索算法对模型进行求解。此外,本文针对分拣员数量、电梯额定载量、货位布局等因素带来的影响进行了探讨,并提出管理建议。