联产品生产系统和副产品生产系统是实践中常见的两类多产品系统。其中联产品生产系统是指在同一生产过程中同时产出多种水平/垂直差异产品的生产系统,而副产品生产系统是指将主产品生产过程中产生的废料转化为另一生产过程原材料的生产系统。在联产品生产系统中,制造商通常面临需求不确定性和产出不确定性问题。为了更好的满足顾客需求,联产品制造商可能采取将高端原材料降级生产低端产品的向下转换策略。而在副产品生产系统中,制造商和处理厂面临的重要问题是如何实现废料需求端和供应端的匹配。针对联产品生产系统,本文研究不同随机环境下联产品制造商的联合产量与价格决策以及最优的向下转换策略。针对副产品生产系统,本文研究不同副产品协同生产结构下的产量与价格决策。具体而言,本文的研究工作如下:首先,在随机需求环境下,研究了联产品制造商的产量和价格联合优化模型,得到了联产品制造商的最优产量和价格决策。同时探讨了需求服从均匀分布时,需求波动对最优决策的影响。在随机产出环境下,研究了不同需求函数(线性需求和指数需求)下,制造商关于主产品和联产品的最优产量与定价策略。借助数值分析,归纳出产品替代度和产出波动性对最优产量和利润的影响。其次,研究了联产品制造商投入量、转换策略以及定价的联合决策。在该系统中,两种存在垂直差异的产品被同时生产出来。研究发现,向下转换策略的采用是受单位转换成本控制的。只有当转换成本较低时,制造商才会采用这种策略。为了更好的利用这种策略,制造商倾向于增加投入量。特别地,若制造商采用转换策略且随机产出服从均匀分布,只有当转换成本较低时,随机产出下的投入量才会高于确定性产出下的投入量。再次,研究了由两个竞争上游制造商和一个具有有限副产品协同生产产能的下游处理厂组成的副产品生产系统。处理厂将制造商产生的废料加工成副产品且在价格不确定的市场上销售。笔者得到了制造商的均衡决策(产量和废料处理量)和处理厂的产能投资计划。研究发现,副产品协同生产对制造商总有利,但这种有利的限度取决于两种相反的效应(竞争效应和成本节约效应)。由于这两种效应的存在,笔者得到一个反直观的结论:较高的投资成本可能增加制造商的利润。最后,研究了由多个竞争制造商和多个竞争处理厂组成的副产品生产系统。制造商和处理厂通过在线平台(非盈利平台或盈利平台)进行废料的交易。盈利平台对每单位的废料交易收取交易费用。同时,为了鼓励废料的处理,政府基于社会福利最大化的原则补贴下游处理厂。笔者得到了不同平台类型和政府行为下各成员的均衡决策,发现交易平台的存在并不总是对制造商有利。