طراحی بهینه نمودارهای کنترل برای پایش فرآیندهای تولیدی و خدماتی با توجه به دو دیدگاه اقتصادی و آماری انجام می گیرد. بر اساس تحقیقات انجام شده در حوزه پایش فرآیندهای چندمرحله ای، اکثر قریب به اتفاق محققین تنها از دیدگاه بهینه سازی اقتصادی، به طراحی نمودارهای کنترل برای پایش این فرآیندها پرداخته اند و ممکن است که تنها با نیل به اهداف دیدگاه اقتصادی، اهداف جنبه آماری به خطر افتد. در این تحقیق برای پایش فرآیندهای چندمرحله ای یک مدل غیرخطی چندهدفه به منظور بهینه سازی همزمان دیدگاه های آماری و اقتصادی ارائه می شود. بعلاوه خطاهای نوع اول و دوم کل در پایش فرآیند های چندمرحله ای، با استفاده از زنجیره های مارکوف به طور دقیق محاسبه می شود. سپس عملکرد مدل پیشنهادی در شرایط واقعی، با استفاده از یک مطالعه موردی و با کمک روش های الگوریتم ژنتیک و تحلیل پوششی داده ها مورد بررسی قرار می گیرد. مقایسه نتایج حاصل از حل مدل توسط این دو روش و بر اساس داده های مربوط به مطالعه موردی، نشان دهنده بهبود فرآیند تصمیم گیری با استفاده از روش تحلیل پوششی داده ها نسبت به روش ژنتیک است.