یکی از تصمیمات استراتژیک در زنجیره تامین که تاثیر فراوانی بر هزینه ها و همچنین سطح رضایتمندی مشتریان دارد، طراحی شبکه زنجیره می باشد. در سال های اخیر طراحی شبکه زنجیره تامین بدلیل رقابت بوجود آمده توسط بازار جهانی، اهمیت بیشتری پیدا کرده است. طراحی شبکه شامل تعیین محل تسهیلات، ذخیره سازی، حمل و نقل و نیز تعیین نقش و ظرفیت هر کدام از آن ها است. یک طراحی مناسب شبکه زنجیره تامین منجر به دستیابی به یک ساختار بهینه می شود که این امر مدیریت موثر و رقابتی زنجیره تامین را امکان پذیر می نماید. یکی از زمینه های مهم و مغفول مانده برای یکپارچه سازی در شبکه های لجستیک، طراحی یکپارچه شبکه زنجیره تامین مستقیم و معکوس و هم چنین یکپارچه سازی انتخاب تامین کننده و طراحی شبکه است. این یکپارچه سازی ها با جلوگیری از زیر بهینگی ناشی از طراحی جدا از هم آن ها باعث افزایش سطح کارایی و واکنش پذیری کل شبکه شده و هماهنگی بین فرایندهای مستقیم و معکوس را افزایش می دهد. علاوه بر آن در محیط پر رقابت امروزی، سرعت بالای تغییرات، بر عدم قطعیت حاکم بر تصمیم گیری افزوده است. لذا برای مدیریت عدم قطعیت حاکم بر زنجیره تامین و داشتن اعتماد کافی به نتایج، برنامه ریزی قابل اتکا و استوار باید انجام شود تا مدیران بتوانند به نتایج آن اطمینان داشته باشند و ریسک تصمیم گیری آنها کاهش یابد. با توجه به این دو مهم، در این رساله به منظور افزایش اطمینان از رویکرد بهینه سازی استوار برای طراحی یکپارچه شبکه زنجیره تامین حلقه-بسته استفاده می شود. در این رساله یک مدل ریاضی خطی عدد صحیح مختلط چند محصولی، چند قطعه ای به همراه چندین لایه تسهیلات با ظرفیت محدود با در نظر گرفتن عدم قطعیت در تقاضا، هزینه های حمل و نقل، هزینه های عملیاتی فرمول بندی شده است. در تابع هدف که به دنبال حداقل کردن هزینه طراحی زنجیره است، علاوه بر هزینه های استراتژیک، هزینه های عملیاتی و هزینه کمبود برای تقاضای برآورد نشده در نظر گرفته شده است. در پایان برای ارزیابی صحت عملکرد مدل و بررسی کیفیت جواب ها، مدل پیشنهادی با مثال عددی بررسی می شود. نتایج محاسباتی نشان دهنده برتری رویکرد استوار در مقابل روش قطعی در هنگام مواجه با عدم قطعیت در پارامترها است.