سیستم تولید سلولی یکی از رویکرد های نوین تولیدی است که در آن قطعات مشابه از نظر فرایند تولید، تحت نام خانواده ی قطعات گروه بندی شده و هر گروه به یک سری ماشین آلات غیر مشابه جهت تولید تخصیص داده می شود. در حقیقت این رویکرد تولیدی، ترکیبی از سیستم تولید کارگاهی و جریان خطی است که می توان از آن برای تولید محصولات با حجم و تنوع متوسط، استفاده کرد. در دهه های اخیر سیستم تولید سلولی مورد توجه محققین بسیاری بوده است و از جنبه های مختلفی مانند: تشکیل سلول، چیدمان تسهیلات، زمانبندی، برنامه ریزی تولید، قابلیت اطمینان و ... مورد بررسی قرار گرفته است. دستیابی به مزایای تولید سلولی مانند: کاهش هزینه های حمل و نقل، کاهش زمان تولید قطعات، کاهش موجودی در حین ساخت و ... در گروی طراحی صحیح سیستم جریان مواد است، از اینرو چیدمان تسهیلات نقش تعیین کننده ای در میزان کارایی و عملکرد سیستم تولید سلولی خواهد داشت. مدل هایی که در دهه های اخیر در این رابطه ارائه شده، در برخی موارد دارای کاستی هایی بوده و مطالعه ی بیشتری را می طلبد. از جمله ی این کاستی ها می توان به محدودیت در استفاده از مسیر های جایگزین برای تولید قطعات، کمینه کردن تعداد جابجایی های درون و برون سلولی بجای کمینه کردن هزینه ی واقعی حمل و نقل، عدم تعیین میزان تولید قطعات در حین فرایند تشکیل سلول و چیدمان تسهیلات با در نظر گرفتن رویکرد پیمانکار فرعی، هم اندازه فرض کردن ابعاد ماشین آلات و سلول ها، در نظر نگرفتن راهرو بین ماشین آلات و سلول ها و قطعی فرض کردن تقاضای قطعات اشاره کرد. ازاینرو این تحقیق برآن است تا با ارائه ی چند مدل ریاضی به جبران بخشی از این کاستی ها بپردازد. ابتدا مسئله ی یکپارچه ی تشکیل سلول و چیدمان تسهیلات با در نظر گرفتن ابعاد سلول ها و با ترکیب مسئله ی qap و مسئله ی چیدمان پیوسته مورد بررسی قرار می گیرد. برای حل این مسئله از روشی ابتکاری، مبتنی بر برنامه ریزی ریاضی استفاده می شود. در گام بعد، این مدل به همراه مسیر های جایگزین برای تولید قطعات مورد مطالعه قرار می گیرد. از آنجایی که هر دو مسئله ی تشکیل سلول و چیدمان تسهیلات در زمره ی مسائل بسیار پیچیده یا به اصطلاح np-hard قرار دارند، برای حل آن از یک الگوریتم ژنتیک استفاده می شود. کارایی الگوریتم های ارائه شده در این مسئله و مسئله ی قبل، با استفاده از حدود پایینی مورد ارزیابی قرار می گیرد. در مرحله ی بعدی، مسئله ی تشکیل سلول با در نظر گرفتن ابعاد ماشین آلات و راهرو ها، تحت مدلی دو مرحله ای مورد بررسی قرار می گیرد. همچنین یک الگوریتم ژنتیک کارا برای حل مدل یکپارچه ی این مسئله به همراه رویکرد پیمانکار فرعی، توسعه داده می شود. به منظور انتخاب بهترین ترکیب برای پارامتر های الگوریتم ژنتیک، تکنیک تحلیل واریانس و طراحی آزمایش ها مورد استفاده قرار می گیرد. در آخرین مرحله نیز با استفاده از رویکرد بهینه سازی پایدار، مدلی یکپارچه برای مسئله ی تشکیل سلول و چیدمان تسهیلات، تحت شرایط عدم قطعیت ارائه می شود. این مدل نیز با استفاده از یک نرم افزار بهینه سازی حل می گردد.