随着全球对化石能源的消耗不断增加,人们对环境的保护意识也逐渐的增强。使用生物替代燃料被认为是减少以石油燃料为主的交通部门温室气体排放、促进农村经济和改善能源安全的重要战略。世界各地的政府机构已经制定了鼓励生产和使用生物燃料的计划和政策,这可能有助于实现可持续发展目标。生物乙醇被认为是运输燃料的很好替代品,能够带来很好的经济和环境效益。生物乙醇工厂会制定详细的生产计划以得到更高的利润。然而,在生物乙醇工厂生产计划制定过程中面临着诸如原材料的选取、原材料的运输、原材料的预处理方式、糖化发酵技术和政府对于生物燃料的政策等产生的不确定问题。针对生物乙醇产量和需求的不确定问题,采用多阶段随机规划的方法和随机鲁棒优化方法,研究了多源不确定环境下生物乙醇工厂的生产计划制定问题,最终实现了在不确定下生物乙醇工厂生产计划的制定,并使生物乙醇工厂整体运营成本降低。生物乙醇工厂生产计划的制定可以获得在产量和需求变化时的原材料的运输和购买量、经过预处理过程得到的中间品的产量、预处理之后的库存量以及运输到不同市场生物乙醇的数量等。本文主要研究了不确定环境下多种原材料、多种生产方式的生物乙醇工厂生产计划的建模与优化问题。研究了生物乙醇生产过程由于预处理方式不同、发酵温度和酶的活性等因素带来的产量的波动。同时也考虑了政策因素对生物乙醇需求的影响。本文主要研究工作如下:（1）针对多种原材料多种生产方式下的生物乙醇工厂生产计划问题,构建了一个考虑不同预处理方式不和发酵方式的生产计划模型,并且针对预处理环节、糖化环节、发酵环节和运输过程中的碳排放问题进行了限制。引入关于生产计划的经济目标函数和碳排放目标函数,采用一个双目标优化的方法对问题进行求解。结果显示了该模型可以很好的平衡经济和环境效益。（2）分析了生物乙醇生产过程中存在的不确定因素,并对不确定因素形成的原因、不确定性组成和解决方法进行了研究。针对生物乙醇工厂生产过程中生物乙醇产量和需求的不确定问题,提出了一个多阶段随机规划方法来解决不确定环境下的生产计划问题。考虑了生物乙醇产量和需求的不确定因素,同时也考虑了缺货情况的影响,建立了一个情景树模型,把需求和产量的不确定性用概率的方式结合起来形成一个混合情景树模型。仿真验证了该模型对各阶段生产计划制定的有效性。（3）针对受政策影响的生物乙醇产量和需求的不确定性问题,采用单一的概率模型无法准确描述不确定性之间的关系。结合不同政策下的需求和产量的历史数据,采用数据驱动的方法建模不同政策下的不确定集。将随机规划与鲁棒优化相结合构建一个随机鲁棒优化模型,并用一个列生成的分解算法进行求解。