本文以现代住宅产业化中PC构件(预制混凝土构件)自动化生产线研制项目为背景。针对PC构件传统的生产方法中生产效率低,劳动成本高,高能耗,环境污染与材料浪费严重,自动化水平低等特点,对PC构件自动化生产线中的自动化立体养护设备进行了研究。首先对自动化立体养护设备的机械结构进行了设计,包括堆垛机及其部件,机架,走行机构,升降机构,托架,进出机构和立体养护窑的机械机构。同时运用ANSYS有限元分析软件对堆垛机的重要承载部件进行了力学分析。分析了PC构件生产线以及自动化立体养护设备的物流运行系统,制定了立体养护设备的运行原则,构建了自动化立体养护设备的运行方案。同时对养护过程中的时间参数进行了分析,并制定了实际生产中的时间运行方案。其次以Petri网理论为基础,在物流系统建模方法的指导下,建立了自动化立体养护设备物流系统整体方案的Petri网模型,包括：顶层模型,入库模型,出库模型和堆垛机协调机制的Petri网模型,同时运用Matlab软件对模型进行了基于不变量的分析,确定了模型的有界性与守恒性。最后运用ExSpect仿真软件对上述的Petri网模型进行了仿真分析。构建了顶层模型,入库模型,出库模型,堆垛机协调机制的ExSpect仿真模型,并对模型进行了仿真分析,同时建立了整体方案的ExSpect仿真模型,在ExSpect软件仿真分析的基础上建立了立体养护设备物流系统运行的可视化界面。