سیستم تولید سلولی هر چند دارای مزایای فراوانی است، اما طراحی این سیستم ها برای مسایل واقعی بسیار دشوار است. از اینرو اغلب روش های طراحی موجود، فرضیاتی را برای ساده سازی این گونه مسایل در نظر می گیرند که این امر از میزان واقعی بودن مدل های ارایه شده توسط آنها می کاهد. یکی از این فرضیات؛ ثابت در نظر گرفتن تقاضا و ترکیب محصولات در طول افق برنامه ریزی است. در این مقاله، یک مدل ریاضی به همراه رویه حل آن، برای طراحی سیستم های تولید سلولی با هدف از بین بردن این نقاط ضعف و در نظر گرفتن ملزومات تولیدی بصورت احتمالی و پویا و هم چنین مسیرهای تولیدی چندگانه ارایه شده است. برای بدست آوردن یک جواب مناسب در یک زمان توجیه پذیر، یک رویه حل ابتکاری بر اساس الگوریتم Annealing شبیه سازی شده، ارایه شده است. برای ارزیابی روش حل پیشنهادی نیز هشت مساله طراحی متفاوت را بصورت تصادفی تولید نموده و آنها را با استفاده از روش ابتکاری و هم چنین نرم افزار «لینگو نسخه 8» به عنوان حد پایین حل کرده ایم. مقایسه نتایج محاسباتی دو روش نشان دهنده عملکرد خوب و مناسب الگوریتم تحت شرایط متفاوت می باشد اما وجود مسیرهای تولیدی چندگانه بیشترین تاثیر را در عملکرد آن دارد.