Este estudio desarrolló modelos para resolver problemas de optimización, producción y consumo en la gestión de residuos basados en métodos de análisis de sistemas. Se formularon modelos matemáticos de los problemas de optimización y gestión sostenible de residuos en condiciones deterministas y en un entorno difuso. Se maximizaron los ingresos de la producción considerando los estándares ambientales que se aplican en el ámbito de la macroeconomía y la microeconomía. El enfoque propuesto utilizó el software MANAGER para formalizar y resolver el problema de optimización de ingresos con la gestión de residuos de producción para optimizar la producción de productos petroleros con la gestión de residuos en una instalación tecnológica específica de la refinería de petróleo de Atyrau en Kazajistán. Basado en la aplicación combinada de los principios de maximin y optimalidad de Pareto, se obtuvo una formulación del problema de optimización de producción con gestión de residuos y se desarrolló un algoritmo heurístico para resolver el problema de optimización difusa formulado con gestión de residuos.