Gracias amigo!! Recien busque lo que es la investigacion operativa.
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Ojo, que el Modelo del Transporte lo que te permitirá es determinar desde que "bases" o puntos de origen te permite satisfacer los puntos de destino y en que cantidad cada uno. Básicamente es una aplicación práctica de Programación Lineal. La particularidad que lo hace "diferente" es que la demanda (la cantidad de objetos, items, lo que sea) es igual a la ofertada.
Como resultado te dirá "el punto de distribución 1 llevará x cantidad al punto destino 1, z al punto 2, y n al punto 3. El punto de distribución 2 llevará m al punto destino 1, etc."
Ahora bien, si resulta ser que es realidad el punto de origen es uno solo y la idea es distribuir o visitar varios lugares esto se puede encarar por el problema del viajero. Y buena suerte, porque es un algoritmo NP-Duro (y no recuerdo si es realmente NP-Completo). La resolución tipica es por medio de grafos. O al menos asi lo encaran tradicionalmente muchos libros al tema.
Y si la idea es hilar más fino y trazar la ruta, para liarla completamente ya tendrás que ponerte con algoritmos más específicos sobre la ruta. Hoy en día Google Maps te resuelve la vida. Pero no te va a dar una visión desde el punto de vista de la Investigación Operativa.
Combinar problema del viajero para obtener el orden de los puntos a visitar con el trazado de la ruta puntualmente por sus calles no será algo sencillo.
Para lograr lo de como distribuir las cajas, mercaderías, etc dentro de un camión no sirve el modelo de transporte. Aquí ya entran otros enfoques y modelos. Yo no sabría decirte algo puntual sobre este tema. No recuerdo que en la cátedra de Investigación Operativa se nos haya dado algo dedicado o que pudiera servir para algo así. Si tengo recuerdos que hay una especialización del modelo de transporte llamado Modelo de Asignación en donde la oferta y demanda es igual a 1, o 0. Lo que se busca con este es determinar que punto se conecta o se asigna a otro, minimizando los costos o tiempos. Este enfoque o modelo se lo usa para determinar como asignar o distribuir recursos dentro de una cadena de producción por ejemplo.
Encarar el problema por el lado del problema de la mochila con menos restricciones (como por ejemplo: que el costo sea igual para todos) podría ser tirar con un cañón cuando bastaría con unas escopetas. Pero quizá sea posible que algunas variantes de su caso sean útiles.
Resolver el problema de la mochila también se suele hacer por programación lineal, pero no es la única alternativa (ve el artículo en inglés para más info). Lo que si debe de tenerse cuidado es de plantear bien el modelo, para tener la resolución más apropiada y aproximada. El gran problema que tiene el problema de la mochila es que se trata de un algoritmo NP Completo, y como tal su resolución no es trivial y por definición, al ser NP Completo su tiempo de resolución no es polinómico (hasta el momento... ya que no se ha encontrado algún algoritmo que sea de tiempo polinómico... hay toda una ciencia que se encarga de estudiar estos tipos de algoritmos NP). Mal planteado, puede que no termine nunca de resolverse, o bien que sus restricciones sean tan mal planteadas que hagan que termine sin una buena aproximación y de resultados muy por debajo y podría haberse mejorado.
Seguramente la Investigación Operativa tiene algo para eso, pero al día de hoy tengo muy oxidado esos conceptos. Es bastante probable que con programación lineal (después de todo para eso es que fue planteada) pueda encararse, aunque tendría que pensar por largo tiempo la forma de definir el modelo matemático tras la idea. Lo que si me animo a decirte es que no es un problema trivial.
Se va a tener que estudiar desde diferentes factores y criterios. Habría que ver la posibilidad de maximizar la cantidad de items, como la de minimizar la superficie... comparar resultados, empleando diferentes variables, escenarios. La posibilidad que veo es que la máquina asista ofreciendole diferentes escenarios y resultados a modo de sugerencias y que en base a ello el operario arme el plan que el considere apropiado.
No esperes que te cante la posta.
Por el lado de la geometría también se la podría encarar... al menos parcialmente. O mejor dicho, combinar ambas cosas 
Saludos,
