近年来,我国经济结构面临国际国内复杂环境的严峻考验,靠“高耗能、高污染”行业和低端制造业支撑的工业体系已无法适应愈来愈激烈的市场竞争,转变经济发展方式,优化经济结构得到了政府的高度重视,因此研究产业结构优化问题具有重要的理论价值和实际意义。投入产出模型是产业结构优化模型的基础,投入产出模型的精确与否直接影响到产业结构优化的结果。本文建立了基本的投入产出最优控制模型,以供需平衡作为此模型的目标函数,根据某区统计数据对此模型进行求解并给出最优控制和最优轨线。然后根据实际经济运行状况,深入挖掘投入产出模型中的随机变量和模糊变量,设直接消耗系数矩阵和投资系数矩阵为随机矩阵,控制变量的上下限约束为模糊约束,结合该区数据求解此不确定投入产出最优控制模型,结果表明不确定模型优化结果即各行业产值能更好地拟合社会需求。建立了以经济增长、充分就业和污染控制为目标的产业结构优化模型,考虑投入产出平衡约束及各种资源消耗和污染物排放为约束条件,对某区2010~2014年的产业结构进行了优化,结果显示五年内GDP增长了14.78%,而单位GDP各种能源消耗及污染物排放都有较大幅度的下降。将不确定投入产出平衡约束纳入产业结构优化模型中,建立了不确定产业结构优化最优控制模型,利用某区数据,对此模型进行求解,结果与产业结构优化模型相比,GDP增长幅度为21.08%,单位GDP各种能源消耗和污染物排放也都有不同程度的下降。此优化模型可以更好地描述经济发展状况,具有更大的实际意义,能为决策者制定规划提供帮助。