El desarrollo de la industria de minería a cielo abierto ha establecido estándares de rendimiento más altos para las palas eléctricas de minería. Abordando problemas como la baja eficiencia, el alto consumo de energía y las altas tasas de fallos en los dispositivos de palas eléctricas de minería en funcionamiento, este documento considera de manera integral la mecánica de materiales a granel, la mecánica estructural y la dinámica para llevar a cabo una optimización de diseño colaborativa y multidisciplinaria para palas eléctricas introduciendo el método BLISCO, que se basa en un modelo aproximado, en el proceso de diseño de optimización estructural de los dispositivos de palas eléctricas en funcionamiento, con el objetivo de mejorar el rendimiento general de las palas eléctricas. En primer lugar, se establece un modelo dinámico de una pala eléctrica para analizar la fuerza de izado y la fuerza de acoplamiento durante el proceso de excavación, y se proporciona una entrada de carga precisa para el análisis dinámico a través del modelo de mecánica de materiales a granel. Además, para asegurar que la rigidez del brazo cumpla con los requisitos, se considera la tensión máxima en la posición más crítica del brazo optimizado. Posteriormente, se seleccionan las variables de diseño a través de un diseño experimental y se establece un modelo aproximado. Centrándose en la fuerza de izado, la fuerza de acoplamiento, la tensión máxima en la posición crítica del brazo y el ángulo entre el brazo de la pala y el cable, se construye y optimiza un modelo matemático utilizando un marco de co-optimización de sistema integrado de dos niveles basado en un modelo aproximado (BLISCO-AM), seguido de una simulación. Finalmente, se construye un banco de pruebas para el dispositivo de trabajo de la pala eléctrica para comparar el rendimiento antes y después de la optimización. Los resultados experimentales muestran que a través del diseño optimizado, la fuerza de izado y la fuerza de acoplamiento requeridas en un solo proceso de excavación se reducen en un 6% y un 8.48%, respectivamente, y el ángulo máximo entre el cable y el brazo de la pala se incrementa en un 4%, mejorando significativamente la eficiencia de excavación mientras se asegura la seguridad y fiabilidad del equipo.