В статье приведены основные этапы реализации оптимизационно-имитационный подход для решения задач синтеза структур сложных систем. Данный подход основан на совместном использовании в процессе поиска оптимального варианта структуры оптимизационных и имитационных моделей. Описаны результаты практического использования предложенных методов при разработке технико-экономических обоснований и бизнес планов инвестиционных проектов и программ развития и реконструкции предприятий нефтеперерабатывающих и нефтехимических отраслей промышленности.