Application of the knapsack problem for the logistic optimization of truck loading: a case study in a dairy company

Application of the knapsack problem for the logistic optimization of truck loading: a case study in a dairy company

Authors

DOI:

https://doi.org/10.56643/rcia.v5i1.232

Keywords:

Dynamic programming, knapsack problem, utility maximization, logistics, dairy company

Abstract

The efficient distribution of perishable products represents a critical challenge in the dairy industry, where maximizing profit per truck and reducing operating costs are essential. This study implements a dynamic programming (DP) model to solve a knapsack problem applied to the urban logistics of a dairy company. A multistage algorithm was developed to determine the optimal combination of five dairy products for a truck with a maximum capacity of 3,881 kg. The results show that the optimal load achieves a total profit of 105 MXN through the strategic exclusion of lower-margin products, while scenarios with lower capacity (3,000 kg) reduce profit to 85 MXN and higher capacities (4,200 kg) yield only a slight increase to 110 MXN. These results make it possible to identify economically efficient capacity levels and priority products for loading, providing a quantitative criterion for operational decision-making in urban transport planning. The methodology allows the simulation of different capacity and demand scenarios, demonstrating flexibility, reproducibility, and efficiency; highlighting the practical applicability of dynamic programming in the logistics optimization of perishable products.

Author Biographies

  • Enrique Avila Soler, Tecnologico Nacional de México, Instituto Tecnológico de Gustavo A Madero

    E. Ávila-Soler obtuvo el título de Ingeniero Industrial y la maestría en Ciencias en Administración, Planeación y Economía de los Hidrocarburos, respectivamente, en el Instituto Politécnico Nacional. En 2014 obtuvo el doctorado en Ciencias Socioeconómicas, Estadística e Informática, con orientación en Economía, en el Colegio de Postgraduados, y en 2016 concluyó una especialidad en Gestión de Proyectos en la UNITEC. Su experiencia profesional abarca sectores como el automotriz, el de almacenamiento, servicios, banca de desarrollo, construcción y medio ambiente. En el ámbito académico, ha laborado en el Instituto Tecnológico de Gustavo A. Madero y en la Universidad Autónoma Metropolitana, Unidad Azcapotzalco, impartiendo clases en diversas carreras de ingeniería. Además, ha participado en la formación de recursos humanos como director y coautor de residencias profesionales, proyectos integradores y tesis, tanto a nivel licenciatura como doctorado. Actualmente es profesor por asignatura y miembro del Sistema Nacional de Investigadores (SNI) Nivel I del Consejo Nacional de Humanidades, Ciencias y Tecnología.

  • Brenda Aracely Ramírez Barraza , Universidad Autónoma Metropolitana-Azcapotzalco

    B. A. Ramírez-Barraza obtuvo su licenciatura en Economía Agrícola en 2010 por la Universidad Autónoma Chapingo; su maestría en Socioeconomía, Estadística e Informática, con orientación en Economía, en 2014 por el Colegio de Postgraduados; y su doctorado en Economía Agrícola en 2018 por la Universidad Autónoma Chapingo, en Texcoco, Estado de México, México. En 2011 trabajó en el Servicio de Información Agroalimentaria y Pesquera de la Secretaría de Agricultura y Desarrollo Rural. Actualmente labora en el Departamento de Economía de la Universidad Autónoma Metropolitana, Unidad Azcapotzalco. Sus líneas de investigación incluyen series de tiempo, logística, mercados agrícolas y recursos hídricos, utilizando métodos estadísticos.

  • Julio César Ayllón Benítez , Tecnológico Nacional de México, Tecnológico de Estudios Superiores de Valle de Bravo

    J. C. Ayllón-Benítez obtuvo el grado de Doctor en Ciencias con especialidad en Economía por el Colegio de Postgraduados, en Montecillo, México, institución en la que también cursó estudios de maestría enfocados en la economía agrícola. Actualmente se desempeña como profesor por asignatura en el Tecnológico Nacional de México, campus Tecnológico de Estudios Superiores de Valle de Bravo (TESVB), adscrito a la División de Licenciatura en Administración, y es Candidato a Investigador del Sistema Nacional de Investigadores (SNI) del Conahcyt. Su labor investigadora se centra en el análisis económico del sector agrícola mexicano, la logística de distribución y la economía social. Es autor y coautor de diversos artículos académicos y del libro La producción agropecuaria en México: pilar del desarrollo económico y social. Entre sus principales líneas de investigación destacan el análisis económico del maíz en México (1981–2022), el diseño de modelos logísticos para la distribución de productos agrícolas como la tuna (Opuntia spp.) y la evaluación de la variación del índice nacional de precios al consumidor, la canasta alimentaria y el salario mínimo en el país.

  • Jesús Vicente González-Sosa, Universidad Nacional Autónoma de México-Facultad de Estudios Superiores Aragón

    Es doctor en Ingeniería por la Universidad Nacional Autónoma de México y actualmente se desempeña como profesor-investigador en la Universidad Autónoma Metropolitana, Unidad Azcapotzalco, adscrito al Departamento de Sistemas, así como en la Facultad de Estudios Superiores Aragón. Es miembro del Sistema Nacional de Investigadores (SNI) Nivel I del Consejo Nacional de Humanidades, Ciencias y Tecnología (Conahcyt). Sus principales áreas de investigación incluyen la Industria 4.0, el mantenimiento industrial, la manufactura aditiva, el desarrollo de nuevos productos y procesos, los algoritmos aplicados a la ingeniería, la manufactura sostenible, el diseño de equipos para la industria y la academia, las aplicaciones de la investigación de operaciones, el diseño de instalaciones y el manejo de materiales.

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Published

2026-06-15

Issue

Vol. 5 No. 1 (2026)

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Artículos

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Copyright (c) 2026 Enrique Avila Soler, Brenda Aracely Ramírez Barraza , Julio César Ayllón Benítez , Jesús Vicente González-Sosa

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How to Cite

Avila Soler, E., Ramírez Barraza , B. A., Ayllón Benítez , J. C., & González-Sosa, J. V. (2026). Application of the knapsack problem for the logistic optimization of truck loading: a case study in a dairy company: Application of the knapsack problem for the logistic optimization of truck loading: a case study in a dairy company. Revista Científica De Ingenierías Y Arquitectura, 5(1), 7-21. https://doi.org/10.56643/rcia.v5i1.232

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