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龙图腾网获悉通用技术集团机床工程研究院有限公司申请的专利一种基于数字孪生的数控机床故障传播模型构建方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN119781372B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-07-18发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202411754000.0，技术领域涉及：G05B19/408；该发明授权一种基于数字孪生的数控机床故障传播模型构建方法是由薛瑞娟;张培森;王楚婷;黄祖广;高知国;吴怡然设计研发完成，并于2024-12-02向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种基于数字孪生的数控机床故障传播模型构建方法在说明书摘要公布了：本发明属于数控机床领域，具体公开一种基于数字孪生的数控机床故障传播模型构建方法，布置外设传感器，通过外设传感器采集数控机床的相关运行信息；构建数控机床状态信息数据库，用于存储数控机床状态信息；将构建的多系统耦合模型和多物理场耦合模型进行耦合建立多系统‑多物理场数字孪生模型，且利用数据库中的数控机床状态信息对多系统‑多物理场数字孪生模型进行实时映射；通过多系统‑多物理场数字孪生模型进行故障模拟，确定数控机床故障传播路径，建立故障传播模型。本发明构建数控机床故障传播模型，当数控机床发生故障时，利用该模型及时通过实时数据进行故障溯源分析，有效提高数控机床故障诊断及维修维护效率，降低维修维护成本。

本发明授权一种基于数字孪生的数控机床故障传播模型构建方法在权利要求书中公布了：1.一种基于数字孪生的数控机床故障传播模型构建方法，其特征在于，包括以下步骤： 布置外设传感器，通过外设传感器采集数控机床的相关运行信息； 构建数控机床状态信息数据库，用于存储数控机床状态信息，所述数控机床状态信息包括外设传感器采集的运行信息； 分别构建多系统耦合模型和多物理场耦合模型，并将多系统耦合模型和多物理场耦合模型进行耦合建立多系统-多物理场数字孪生模型，且利用数据库中的数控机床状态信息对多系统-多物理场数字孪生模型进行实时映射； 通过多系统-多物理场数字孪生模型进行故障模拟，确定数控机床故障传播路径，建立故障传播模型；具体包括： 根据专家经验知识，定性建立数控机床故障传播有向图，定性故障传播有向图采用节点和有向边分别表示变量及变量之间存在的潜在定性因果关系，节点表示数控机床的零部件，节点集合为有向边表示数控机床零部件间的故障传播关系，有向边集合为则定性故障传播有向图表示为 根据定性故障传播有向图对多系统-多物理场数字孪生模型MDT＝Ms∪Mp进行故障注入，获取不同类型故障注入下的各个数控机床零部件的状态信息； 基于故障注入下的状态信息，通过KNN方法定量分析数控机床各零部件间故障因果关系，确定数控机床故障传播路径，建立故障传播模型，具体包括： 步骤1，假设和分别为故障节点和的第i次的采样点集合，所对应的数据向量分别为φ1ix11,x12,x13,…,x1d和φ2ix21,x22,x23,…,x2d，则对的预测性能可通过下述距离公式表示， 式中，Zi表示节点之间的预测性能，K为KNN方法的K值； 步骤2，的自预测性能通过以下公式表示， 步骤3，迭代Q次之后，得到， 式中，表示迭代Q次后，对的预测性能，Q为迭代次数； 步骤4，则节点和的因果关系表示为： 式中，表示和的因果关系值，若则说明为因变量，为果变量，反之，为因变量，为果变量； 步骤5，通过步骤1-步骤4计算任意两个节点的因果关系，得到定量分析的数控机床各零部件间故障因果关系，确定数控机床故障传播路径，获取故障传播模型。

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