La optimización matemática es ampliamente utilizada para encontrar la mejor respuesta a una función objetivo que se desea optimizar y cuya solución está sujeta a restricciones que intentan simular la realidad. Su aplicación es fundamental en la solución de problemas industriales en donde exista una oportunidad de mejora. En esta investigación presentamos un nuevo enfoque de optimización para la solución al problema de envasado en máquinas pesadoras multicabezales. En este problema, cada producto envasado está compuesto por la suma de pesos contenidos en un subconjunto de tolvas en la pesadora multicabezal. El enfoque de optimización propuesto pretende diseñar un modelo matemático y un algoritmo para llevar a cabo el proceso. Además, se propone un nuevo criterio de selección del peso total de paquete, estudiando la configuración de llenado de las tolvas como método de disminución de la variabilidad. Los resultados numéricos de los parámetros de rendimiento más importantes del proceso de envasado revelan la utilidad de nuestro enfoque.