铲运机工作装置设计的合理性将直接影响铲运机的工作效率、动力学特性以及不同工况下的工作效果；在对铲运机工作装置的设计中，选择高效、高精度的优化设计方法是十分必要的。本文将多目标优化方法应用到铲运机工作装置的设计中，旨在获得结构紧凑、合理和安全性能高的工作装置结构。主要研究内容如下：(1)铲运机工作装置连杆机构优化，优化的主要目的是确定各杆的尺寸和各杆在空间的相互位置关系。建立了以各铰接点的坐标为设计变量、以铲取工况和举升工况下的倍力系数为目标函数的多目标优化数学模型，选择遗传算法为多目标优化算法求解，得出了装置连杆机构尺寸优化结果。(2)以ADAMS为工具对工作装置进行了动力学仿真分析，由仿真结果得出了第一步优化设计的结果具有很好的可行性、工作装置具有良好的力学性能的结论。(3)对工作装置中最重要的承载构件大臂进行了结构优化。首先利用有限元法对大臂进行受力分析；其次是建立以大臂的围板、连接板、耳板、侧板的板材厚度为设计变量，以大臂在各工况下的最大受力、最大位移、总质量最小为目标函数的多目标优化函数模型；最后选用模拟退火算法进行求解，确定了要采取的优化方案。(4)用6Sigma对第三步的优化方案进行可靠性分析，并建立6Sigma多目标优化数学模型进行可靠性优化设计，通过可靠度优化设计最终确定了优化方案。