در دنیای رقابتی امروز شرکت های تولیدی درصدد بهبود مستمر کیفیت محصولات موجود و عرضه محصولات جدید برای بالا بردن سهم بازار هستند. با این وجود، برخی مشخصه ها در محصولات وجود دارد که بهبود آن ها مستلزم صرف هزینه های بالا توسط شرکت ها است؛ از طرف دیگر، اغلب مشتریان حاضر نیستند بهایی خیلی بالا برای خرید کالا بهبود یافته و جبران هزینه های شرکت ها بپردازند. بنابراین، شرکت ها برای فروش محصولات با مشخصه های بهبودیافته نمی توانند افزایش بسیار زیادی را در قیمت ها اعمال کنند و لذا بهبود این مشخصه های کیفی برای شرکت ها صرفه اقتصادی ندارد. این در حالی است که این مشخصه ها بر رفاه افراد جامعه موثر است. در اکثر جوامع تأمین رفاه جامعه یکی از دغدغه های اصلی دولت ها است. دولت ها سعی دارند از طریق مکانیزم های تشویقی/تنبیهی شرکت ها را به بهبود این مشخصه ها و تولید محصولات مطلوب تر ترغیب کنند. یکی از ابزارهای موثر و کارآمد دولت ها اعمال مالیات ها بر محصولات نامطلوب و اعطای یارانه به محصولات مطلوب است. در این پژوهش، سعی می شود با هدف بهبود رفاه اجتماعی مکانیزم های بهینه اعمال مالیات و اعطای یارانه از سوی دولت به تولیدکنندگان در شرایطی مورد مطالعه قرار گیرد که تولیدکنندگان منفعت گرا در تصمیم گیری های خود در رابطه با نوع و میزان تولیدات خود استقلال دارند. بنابراین، با مسئله ای با دو تصمیم گیر مستقل مواجه هستیم. تصمیم گیر اول (دولت) با دغدغه بهبود رفاه اجتماعی و در سطح بالایی از تصمیم گیری است و تصمیم گیر دوم (تولیدکننده) با هدف افزایش سود در سطح پایین تر تصمیم گیری است. در پژوهش جاری، این ساختار سلسه مراتبی تصمیم گیری با رویکرد برنامه ریزی دوسطحی مدل سازی می شود. سه سناریو برای مسئله طرح شده است. سناریوی اول حالت ایستای مسئله را بررسی می کند و دولت سعی دارد با تنظیم مالیات ها و یارانه ها سیاست تولیدی تولیدکننده را به نفع بهبود رفاه اجتماع تحت تأثیر قرار دهد. در سناریو دوم برنامه ریزی ها برای یک افق زمانی بلندمدت انجام می گیرد. در سناریو سوم بحث طراحی محصولات نیز وارد مدل می گردد و دولت از طریق سیاست های تشویقی سعی دارد علاوه بر ترغیب تولیدکننده برای تولید محصولات مطلوب موجود، شرایط را به گونه ای تحت تأثیر قرار دهد که اولویت های معرفی محصولات جدید از سوی تولیدکننده در راستای بهبود هرچه بیشتر رفاه اجتماعی باشد. از منظر برنامه ریزی ریاضی، مدل های توسعه یافته همگی دوسطحی بوده و از لحاظ پیچیدگی محاسباتی در کلاس مسائل np-hard قرار دارند. برای حل مسائل نظیر سناریوی اول و دوم، از تغییرات و تبدیلات ریاضی برای ساختن مسئله ای تک سطحی معادل مسئله اصلی استفاده شده است. مسئله تک سطحی حاصله به کمک نرم افزارهای بهینه سازی قابل حل است. برای حل مسئله نظیر سناریوی سوم، یک الگوریتم شاخه و کران توسعه داده شده است. کلیه مدل ها و الگوریتم های توسعه یافته به کمک مجموعه ای از مسائل آزمایشی مورد ارزیابی قرار گرفته اند. محاسبات عددی به صورت تعاملی در محیط های gams و matlab انجام شده است. از جنبه عملی، از نتایج مهم این تحقیق می توان به موفقیت دخالت مالی دولت در سیاست های تولیدی شرکت ها در راستای بهبود رفاه اجتماعی اشاره کرد. از جنبه نظری، می توان به تناسب و قابلیت مدل ها و الگوریتم های توسعه یافته برای حل مسائل مورد نظر این پژوهش اشاره کرد.