El diseño ligero de los componentes del vehículo se considera un problema de optimización complejo, que generalmente necesita alcanzar dos o más objetivos de optimización. Puede resolverse inicialmente mediante un algoritmo de optimización multiobjetivo para generar soluciones de Pareto, antes de buscar el diseño óptimo. Sin embargo, es difícil determinar el diseño óptimo por la falta de conocimiento ingenieril sobre los valores ideales y nadir. Por lo tanto, este artículo propone un procedimiento de optimización multiobjetivo combinado con el algoritmo NSGA-II y TOPSIS ponderado por entropía para el diseño ligero de la caja de un camión volquete. El modelo de elementos finitos de la caja del camión volquete se desarrolló primero para el análisis modal en estado libre no restringido y el análisis de resistencia bajo condiciones de carga completa y elevación. Sobre esta base, se llevó a cabo la optimización ligera multiobjetivo de la caja del camión volquete basada en el modelo de Kriging y el algoritmo NSGA-II. Luego, se empleó el método TOPSIS con peso de entropía para seleccionar el diseño óptimo del camión volquete a partir de las soluciones de Pareto. Los resultados muestran que la caja del camión volquete optimizada logra una notable reducción de masa de 81 kg, hasta un 3.7%, mientras que su frecuencia natural de primer orden y rendimiento de resistencia mejoran ligeramente en comparación con el modelo original. En consecuencia, el procedimiento propuesto proporciona una forma efectiva para el diseño ligero de vehículos.