Исследуется проблема управления производством крупномасштабного холдинга с представительствами и предприятиями, расположенными в разных регионах, в условиях неопределенности. Найдены достаточные условия синтеза механизма функционирования такого холдинга с трехуровневой системой управления, включающей иерархические процедуры машинного обучения и стимулирования, обеспечивающего использование стохастических возможностей увеличения производства холдинга. Применение механизма иллюстрируется на примере управления производством Вагонной ремонтной компании.