激光清洗装备是目前备受国内外广泛研究与关注的新型智能装备,但由于激光清洗参数众多,激光清洗装备操作复杂,要保证清洗的质量及其稳定性,需实现对激光清洗装备的准确操作。因此,针对激光清洗装备开展工效学分析与优化设计研究是有效提升操作舒适性,降低操作者疲劳和人因失误,提高操作者情感满意度及人机交互效率,增强装备宜人性和安全性的主要途径之一,对于实现高效、高质量清洗具有重要现实意义。基于此,本文以大型构件激光清洗成套装备为研究对象,围绕人机操作任务和操作需求,系统研究激光清洗装备的工效学优化设计方法,主要研究内容如下:（1）针对激光清洗装备作业复杂、用户体验差等问题,构建以激光清洗操作任务为导向的激光清洗装备用户体验地图。基于层次任务分析法构建激光清洗操作任务模型,明确中心操作任务,以操作任务为导向基于用户体验地图将操作者的用户体验进行可视化,解决用户操作需求难以明晰的问题,并结合Jack仿真和认知模型实现对激光清洗设计需求的确定,以此为基础开展激光清洗装备的工效学优化设计研究。（2）针对现有激光清洗装备未充分融合情感化设计导致用户体验差等问题,提出一种基于KE-云化QFD的情感融合设计方法。综合采用感性工学、云化QFD、加权GRA-TOPSIS方法和眼动实验构建价值域到方案域之间的层级映射关系,解决用户感性需求难以充分表达的问题,达到提升操作者操作舒适性和操作愉悦性的目的,实现激光清洗装备的情感融合设计和人机交互效率的有效提升。（3）针对现有激光清洗装备人机界面布局与人的认知能力失衡易产生认知疲劳等问题,提出一种基于粒子群-麻雀算法的激光清洗装备人机界面布局多目标优化方法,构建基于视觉注意力、相关性、简洁性、平衡舒适性和可达域布局目标的人机界面布局多目标优化模型,并将麻雀算法的探索捕食机制引入粒子群算法对其求解,解决粒子群算法因局部搜索精度和能力不高易陷入局部最优解的问题,实现最优布局方案的确定。（4）为验证激光清洗装备工效学优化设计效果的有效性,采用Jack软件对优化前后的可达域、可视域及操作舒适性进行工效学仿真对比分析,基于眼动实验采集操作者基于优化前后的人机界面进行相关操作时的首次注视时间、平均注视时间和热点图眼动生理数据,并对其进行统计分析,解决传统主观评价等方法因样本数据不足存在主观意识偏差的问题,实现对装备工效学优化效果的综合性、客观性验证。