همه روزه، مواد و محصولات فسادپذیر بسیاری در زنجیره تأمین از تأمین کننده به تولیدکننده و سپس خرده فروش منتقل می شود. به علت طول عمر محدود و محدودیت در نگهداری محصولات فسادپذیر، هزینه های عملیاتی و حمل ونقل و آثار محیطی این نوع محصولات افزایش می یابد. هدف پژوهش حاضر، طراحی مدلی ریاضی برای زنجیره تأمین پایدار سه سطحی چنددوره ای-چندمحصولی در صنعت لبنیات در شرایط عدم قطعیت است که محصولات براساس سیاست صدور خروج به ترتیب ورود از انبار تخلیه می شود. بدین منظور، یک مدل برنامه ریزی غیرخطی عدد صحیح مختلط ارائه شده است که هزینه های کل زنجیره را با در نظر گرفتن ملاحظات زیست محیطی و اجتماعی بهینه می کند. برای حل مدل، یک رویکرد بهینه سازی استوار-ابتکاری با توجه به عدم قطعیت پارامترهای اقتصادی، ظرفیت تسهیلات و تقاضا به کار گرفته شده است. نتایج، کارایی و قابلیت کاربرد مدل ارائه شده و دستیابی به راه حل های باکیفیت در زمان منطقی را نشان می دهد. نتایج این پژوهش را شرکت ها برای تصمیم گیری درباره کاهش هزینه های سربه سر و آثار زیست محیطی و اجتماعی فعالیت ها می توانند استفاده کنند.