在供应链成本中，生产成本、库存成本和运输成本占重要地位，所以生产管理、库存管理和运输管理就成为了供应链管理中的三个重要方面。在实际生活中，许多因素都是随机变化的，所以传统的企业或供应链管理方面的文献主要考虑了生产与库存联合优化问题或库存与运输优联合化问题。本文针对非一体化的供应链情形，研究随机需求下生产-库存-运输联合优化模型，主要研究工作如下：(1)考虑随机需求下单供应商和多零售商的生产-库存-运输联合优化问题。在独立决策时，各零售商独立决策其最优订货量和最优订货点，供应商根据各零售商的决策来为之配送。在联合决策时，由供应商统一决策各零售商的送货量和送货时间，并基于此建立单供应商与多零售商的生产-库存-运输优化模型，利用粒子群算法和模拟退火算法相结合的两阶段算法求出最优送货量、最优运输路径和最大期望总利润。然后采用收入共享契约将增加的利润合理分配给供应商和各零售商，使各方利润都得到增加，从而促使各方愿意合作。最后，通过数值算例验证了联合优化模型优于独立决策模型。(2)考虑随机需求下多供应商和多零售商的生产-库存-运输联合优化问题。在独立决策时，若零售商到供应商的距离小于或者等于一个固定距离，则运费由供应商承担；否则，运费由零售商承担。各零售商根据利润选择供应商然后独立决策其最优订货量和最优订货点，供应商根据各零售商的决策来为之配送。在联合决策时，利用最近邻算法将零售商分区，分区后问题转化为随机需求下单供应商对多零售商的生产-库存-运输优化模型。