استفاده بیش از حد از منابع طبیعی، تأثیرات نامطلوب فرآیند تولید بر محیط زیست و افزایش نگرانی در این زمینه، دلیل اصلی توجه به پایداری است. بنابراین، اقدام به ایجاد پایداری در فرآیند تولید برای اطمینان از تاب آوری و پایداری، امری ضروری است. هدف از این مقاله، دستیابی به یک استراتژی مناسب برای تولید بهینه با حداکثر تاب آوری و پایداری در واحدهای صنعتی پرورش گاو شیری است. از این رو، در این پژوهش، شاخص تاب آوری و پایداری از طریق ادغام شاخص های زیست محیطی، اقتصادی، اجتماعی، تکنولوژیکی و سیاستی، و با استفاده از برنامه ریزی ریاضی غیرخطی، طراحی و مدل سازی گردید. شاخص پیشنهادی در واحدهای صنعتی پرورش گاوشیری استان خراسان رضوی (شهرستان مشهد و حومه) در سال 1395 مورد مطالعه و ارزیابی قرار گرفت. نتایج حاصل از الگوریتم ژنتیک هوشمند نشان داد که مدل پیشنهاد شده می تواند تاب آوری و پایداری تولید در واحدهای پرورش گاو شیری را بهبود و سبب کاهش روند تخریب محیط زیست ناشی از تولید گردد. هم چنین، شاخص تاب آوری و پایداری به میزان 5/0 درصد و شاخص سودآوری حدود 23/0 درصد، افزایش، و انتشار گازهای گلخانه ای و شدت انرژی به ترتیب 09/0 درصد و 02/0 درصد، کاهش یافتند. مدل ارائه شده می تواند در زمینه های مختلف به منظور بهبود قابلیت تاب آوری و پایداری واحدهای صنعتی پرورش گاو شیری و سایر سیستم های تولید استفاده شود. هم چنین، پیشنهاد می شود فاکتورهایی چون میزان تولید شیر و هزینه تمام شده یک لیتر شیر، به مدل پیشنهادی اضافه، تا امکان مدیریت همزمان عوامل اثرگذار بر تاب آوری و پایداری واحد تولیدی برای مدیر واحد (دامدار) فراهم گردد.