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龙图腾网获悉北京理工大学申请的专利一种复杂装备多尺度与多领域数字孪生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：CN119989868B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-12-02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：202411930794.1，技术领域涉及：G06F30/27；该发明授权一种复杂装备多尺度与多领域数字孪生模型构建方法是由杨晓楠;张子轩设计研发完成，并于2024-12-26向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种复杂装备多尺度与多领域数字孪生模型构建方法在说明书摘要公布了：一种复杂装备多尺度与多领域数字孪生模型构建方法，属于智能制造及工程技术领域。本发明实现方法为：针对机床装备包含多尺度层次以及多学科领域的特点，采用Modelica建模语言，通过非因果建模和连接器建模，以统一的建模方式展示物理实体装备的多尺度层次和多学科领域，突破设备复杂耦合特性的限制；以机床数字孪生模型输出与机床试验台架测试之间的误差最小为优化目标，考虑主轴刚度、主轴尺寸、加工温度、热传导率、热膨胀系数修正变量，构建机床数字孪生模型修正优化问题模型；采用“榜样—精英”学习策略的改进粒子群算法寻找最优的参数组合，实现机床数字孪生模型修正，提高孪生模型与物理装备的一致性，保证机床装备数字孪生模型的准确性。

本发明授权一种复杂装备多尺度与多领域数字孪生模型构建方法在权利要求书中公布了：1.一种复杂装备多尺度与多领域数字孪生模型构建方法，其特征在于：包括以下步骤， 步骤一、考虑机床装备的多尺度、多领域特性，进行装备层级结构和学科领域的划分；将物理设备划分为不同领域的子系统，包括控制子系统、电力子系统、机械子系统，进而将各个子系统划分为最小部件和组件；控制子系统包括PLC控制系统、PWM控制系统、伺服控制系统，进行机床的位置、速度、电流调节控制；电力子系统包括电机、接触器、继电器，负责机床及电动机的启动、停止、调速；机械子系统包括驱动机构、传动机构、执行机构，协调完成机床的加工任务； 步骤二、分析确定不同学科领域物理建模要素，用物理模型关系表述不同领域物理现象过程，分析机床装备之间不同学科领域参数之间的相互作用关系； 步骤三、基于Modelica语言非因果建模特性，通过物理模型关系描述系统或组件的行为和性能，基于物理学定律及组件、部件的本构公式，利用Modelica语言对组件、部件进行物理模型关系方程描述，构建组件、部件物理模型关系模型；采用连接器类的实例表示组件接口，定义组件之间共享的信息及接口的结构和属性，所述共享的信息包括流变量、势变量；组件与组件之间通过连接器相连，实现不同组件模型之间不同学科领域参数的流动；从能量的角度分析，通过联立组件的本构方程及基于守恒方程和广义基尔霍夫定律的连接器，无缝集成各学科模型，得到整个系统的方程组，各学科模型包括电气模型、控制模型、机械模型；通过模型组装和模型集成，依次连接单元模型之间的外部耦合接口，完成各领域子系统模型的构建，依次连接各领域子系统之间的外部耦合接口，完成机床多领域系统模型的构建，以统一的建模方式实现多尺度、多领域机床模型构建； 步骤四、以机床数字孪生模型输出与机床试验台架测试之间的误差最小为优化目标，且考虑优化设计变量及其上下边界约束，通过迭代修改孪生模型的参数，寻找一组最优的参数组合实现数字孪生模型的修正； 所述优化设计变量包括主轴刚度、主轴尺寸、加工温度、热传导率、热膨胀系数参数； 步骤五、采用“榜样—精英”学习策略的改进粒子群智能优化算法，对步骤四构建的机床数字孪生模型优化修正问题进行有效求解，寻找一组最优的参数组合实现数字孪生模型的修正，提高孪生模型与物理装备的一致性，提高机床装备模型的准确性。

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