La presente investigación aborda la interacción de la logística inversa, planeación agregada y demanda aleatoria, que mediante el uso de las técnicas de optimización basadas en programación estocástica nos permite conocer la mejor toma de decisiones mediante la optimización de recursos bajo incertidumbre para obtener el costo más bajo. El sistema bajo estudio considera la incertidumbre en la calidad de los productos fabricados y también considera la incertidumbre en la cantidad de productos al final de su vida útil que son recuperados y remanufacturados en la empresa. El objetivo del estudio es realizar un modelo de optimización que considere las variables que influyen en el costo total y que tome en cuenta las restricciones definidas minimizando el costo total en el que se incluyen el costo de contratación, costo de despido, costo de inventario de la línea principal, costo de inventario de productos reprocesados, costo de salario de los trabajadores, costo de producción, costo de retrabajos y el costo de inventario acumulados. Se considera la dinámica estocástica dentro del sistema, la planeación agregada para considerar todos los elementos que afectan directamente al costo y se ocupa la programación estocástica para obtener un resultado más apegado a la realidad. Se presenta además un análisis de sensibilidad y un estudio comparativo con el fin de mostrar diferentes escenarios y la afectación en cada una de las variables. La metodología utilizada para la resolución del objetivo de estudio está basada en la programación estocástica que nos ayuda a incorporar la incertidumbre en la toma de decisiones. Se desarrollaron dos modelos considerando variables clave como aleatorias. Esto permitió mejorar la toma de decisiones en la empresa en cuanto a la planeación agregada de la producción.