Este modelo investiga el costo variable de producción para una casa de producción; bajo una gestión de cadena de suministro de dos niveles en la que participan un único proveedor y varios minoristas. Este sistema de producción atraviesa un sistema de largo plazo y genera un estado fuera de control debido a diferentes problemas y produce artículos defectuosos. Este modelo considera la reducción de la tasa de defectos y el costo de configuración a través de la inversión. Se considera una inversión discreta para la reducción del costo de configuración y una inversión continua para reducir la tasa de defectos y aumentar la calidad de los productos. El tiempo de configuración y procesamiento dependen del tiempo de espera en este modelo. El modelo se resuelve analíticamente para encontrar los valores óptimos de la tasa de producción, los factores de seguridad, la cantidad óptima, la longitud del tiempo de espera, la inversión para la reducción del costo de configuración y la probabilidad de que el proceso de producción se salga de control. Se construye un algoritmo eficiente para encontrar la solución óptima numéricamente y se proporciona un análisis de sensibilidad para mostrar el impacto de diferentes parámetros. También se presenta un estudio de caso y diferentes casos para validar el modelo.