بحران انرژی در سال های اخیر، کامیابی کشورها را در گرو دسترسی به منابع پایدار انرژی تجدیدپذیر و استفاده ی پربازده و کاراتر از حاملان انرژی موجود قرار داده است. طراحی ساختار بهینه برای سیستم های تولید همزمان توان و حرارت، یکی ازمطرح ترین راهکارها در راستای جلوگیری از هدررفت منابع انرژی است؛ به گونه ای که طی چند دهه ی گذشته، رهیافت های گوناگونی برای بهینه سازی این نوع از سیستم های انرژی پیشنهاد گردیده است. اما از آنجا که هدف نهایی از بهینه سازی، دست یافتن به یک طرح بهینه ی قابل اجرا و عملی می باشد، لازم است که پارامترهای ترمودینامیکی، اقتصادی و زیست محیطی به صورت همزمان مورد بررسی و بهینه سازی چند هدفه قرارگیرند. بر این اساس، در این پایان نامه تعیین ظرفیت بهینه ی سیستم های تولید همزمان الکتریسیته، گرما و سرمایش با در نظرگرفتن توابع هدف ترمودینامیکی، اقتصادی و زیست محیطی و برای تأمین نیازهای ساختمان نمونه انجام شده است. برآورد بارهای ساختمان به کمک شبیه سازی بنای نمونه در شرایط آب و هوایی شش شهر مختلف، با بیشترین پراکندگی اقلیمی، در نرم افزار carrierhap انجام شده است. در ادامه، سیستم تولید همزمان با محرک اولیه ی توربین گاز، موتور احتراق داخلی، موتور استرلینگ و پیل سوختی به طور جداگانه در نرم افزار matlab مدل سازی شده و سپس به وسیله ی الگوریتم تکاملی چندهدفه ی ژنتیک مورد بهینه سازی قرارگرفته اند. ظرفیت بهینه ی تولید توان هر کدام از مولدها در شهرهای منتخب، خروجی این بخش خواهد بود که جواب های برتر به کمک روش های تاپسیس، لینمپ و فازی، مجزا خواهندشد. در مرحله ی دوم تصمیم سازی، جواب های منتخب قبلی، با استفاده از تحلیل مراتبی و ارزش گذاری اهداف توسط متخصصین، قیاس شده و کاراترین سیستم در هر شهر انتخاب شده است. نتایج نهایی بیان گر کاراتر بودن توربین گاز و موتور احتراق داخلی، در شهرهای گرم و خشک کشور از جمله یزد و تهران هستند.