صنایع پتروشیمی و پالایشگاهی بزرگ ترین و پراهمیت ترین مصرف کنندگان انرژی در جهان اند. روند تولید یک محصول پتروشیمی شامل فرآیندهای بسیاری از جمله تأمین مواد اولیه از تأمین کنندگان مختلف، حمل این مواد به کارخانجات تولیدی، انبار، تولید، توزیع و قیمت گذاری، جمع آوری محصولات مصرف شده، بازیابی ارزش افزوده و باتولید آنها است که می توانند در قالب یک زنجیره تأمین تعریف شوند. زنجیره تأمین مانند یک سیستم بسیار پیچیده نیازمند هماهنگی و مدیریت یکپارچه بخش های مختلف جهت بقا است. تصمیمات اتخاذ شده در زنجیره تأمین در سه سطح استراتژیک، تاکتیکی و عملیاتی طبقه بندی می شوند. از جمله تصمیمات سطح استراتژیک، مکان یابی تسهیلات زنجیره تأمین، تعیین تأمین کنندگان و طراحی محصولات است. هدف از این تصمیم گیری ها هماهنگی اعضاز زنجیره در درازمدت است. هماهنگی و یکپارچگی زنجیره های تأمین موجب کاهش خطاهای تصمیم گیری ناشی از عدم آگاهی به فعالیت ها و تصمیمات سایر آجزاء، بیشینه کردن سود خالص، کمینه کردن هزینه ها برای اعضای زنجیره و افزایش میزان پاسخگویی به مشتریان است. پایان نامه پیش رو با هدف طراحی و یکپارچه سازی شبکه زنجیره تأمین محصولات پتروشیمی، جهت برآورد تقاضای مشتریان در طول دوره برنامه ریزی گردآوری شده است. شبکه پتروشیمی موجود، طبق مسئله غیر خطی عدد صحیح ترکیبی، با هدف کمینه سازی هزینه های سالیانه و با گسترش روش سه سطحی مدل شده است. در روش سه سطحی هر سایت تولیدی به سه سطح تثسیم شده که تصمیمات موجود در هر سطح، وابسته به تصمیمات سطوح پایین تر است. مدل ارائه شده با در نظر گرفتن تصمیمات استراتژیک و تاکتیکی از قبیل مکان یابی سایت های تولیدی، افزایش ظرفیت تولید، افزایش ظرفیت نگهداری و تعیین محصولات تولیدی هر سایت امکان برنامه ریزی بلند مدت را ایجاد می کند. صحت مدل ارائه شده از نظر منطقی و مفهومی تأیید شده است. بخشی از داده های صنعت پتروشیمی نیز توسط مدل موجود مورد ارزیابی قرار گرفته اند. داده های مذکور، اطلاعات مربوط به محصولاتی را که هنوز در کشور تولید نشده اند یا در حال تولید هستند در بر می گیرد. در نهایت، تحلیلی حساسیتی بر روی برخی پارامترهای مهم همچون، تقاضا، ظرفیت تأمین کنندگان و نرخ تبدیل انجام شده است. نتایج حاصله نشان دهنده حساسیت منطقی مدل نسبت به پارامترهای فوق است; بدین معنی که خطای موجود در اندازه گیری مقادیر پارامترهای مذکور، نتایج خروجی را به شدت دستخوش تغییر نخواهد کرد، از طرفی مدل نسبت به این پارامترها عکسل العمل نشان می دهد.