افزایش جمعیت و شهرنشینی مداوم ، امنیت غذایی را در توسعه پایدار برجسته می کند. تهیه راه حل های کشاورزی و اقتصادی با منابع کارآمد برای تأمین تقاضای مواد غذایی حائز اهمیت است. انرژی تجدید پذیر و اعتبارپذیری زباله ممکن است مزایایی برای ایجاد سیستم های پایدار تولید مواد غذایی و تسهیل اقتصاد دایره ای داشته باشد. این کار با هدف ایجاد چارچوب پشتیبانی تصمیم گیری برای ذینفعان در ارزیابی کمی و بهینه سازی سیستم های کشاورزی شهری خود برای سرمایه گذاری و بهره برداری کارآمد انجام شده است. چارچوب پیشنهادی مبتنی بر یک مدل سیستم جامع است که انرژی و مصرف مواد در فرآیندهای تولید سبزیجات و عملکرد اقتصادی و محیطی سیستم های کشاورزی شهری را در نظر می گیرد. در مدل ارزیابی چند بعدی ، ارزش خالص فعلی و انتشار CO2 گهواره به دروازه ، مصرف آب ، و اشغال اراضی تنظیمات مختلف سیستم های کشاورزی شهری مورد بررسی قرار گرفت. در توسعه بیشتر ، مدل ارزیابی در یک چارچوب بهینه سازی برای شناسایی طراحی و عملکرد بهینه سیستم تعبیه شده است. مخلوط بهینه محصول و نقاط تعیین شده سطح زیر کشت (مانند دما ، رطوبت ، تابش ، زمان روشنایی و غلظت CO2) برای ماژول های زراعی از طریق بهینه سازی تعیین شد. برای نشان دادن چارچوب پیشنهادی ، یک مطالعه موردی در مورد طراحی و بهره برداری از یک مزرعه عمودی در سنگاپور انجام شد. مطالعه موردی ، سیستم های کشاورزی جایگزین با طرح ساختاری بدون شیشه ، محصور در مقابل ، استفاده از شبکه در مقابل انرژی خورشیدی فتوولتائیک (PV) ، و کودهای شیمیایی سنتی در مقابل لقاح کمپوست زباله مواد غذایی را مورد بررسی قرار داد. نتایج نشان داد که سیستم های کشاورزی کارخانه با کارخانه یکپارچه با PV خورشیدی و کود مشتق شده از آبجو می تواند یک راه حل کشاورزی امیدوار کننده و پایدار برای سنگاپور به عنوان یک بزرگسالی گرمسیری باشد.