پژوهش حاضر روی مسایل حمل و نقل و زنجیره تامین با روش های ابتکاری و فراابتکاری تمرکز دارد. ابتدا مساله حمل و نقل سه بعدی با هزینه ثابت مرحله ای معرفی می شود و به منظور حل مسأله در اندازهای بزرگ، روش های آزاد سازی لاگرانژ و تجزیه بندرز را پیشنهاد می کنیم. در ادامه این مسأله را به مسأله طراحی شبکه زنجیره تامین با حمل و نقل سه بعدی توسعه می دهیم. مسأله یک مسأله از نوع np-hard است. به منظور حل این مسأله، الگوریتم های فراابتکاری در این رساله پیشنهاد شده است. همچنین روش طراحی آزمایش های تاگوچی با چندین مساله آزمایشی جهت تنظیم پارامترها و عملگرها بکار گرفته شده است.