白仲航，孙意为，许 彤，丁 满

（1.河北工业大学国家技术创新方法与实施工具工程技术中心，天津 300400；2.河北工业大学建筑与艺术设计学院，天津 300400）

数字孪生又称为数字孪生技术，是通过数字技术对物理世界的真实产品进行描述和建模的过程［1］。在此过程中，与物理实体完全对应，并与之建立实时联系的数字化表达模型称为数字孪生体［2］。许多学者对数字孪生体的构建进行了研究：Mika等从微制造单元提取数据信息，用以构建数字孪生体，并将它与SolidWorks结合，来构建制造单元模型［3］；Caputo等基于并行工程方法，构建了符合人机工程的生产线数字孪生模型［4］；Mittal等通过数字双工程方法，构建了物联网系统的数字孪生模型［5］。传统的数字孪生模型包含3个维度：物理实体、虚拟实体和交互通道。陶飞等对传统的数字孪生模型进行了扩展，增加了孪生数据和服务两个新的维度，提出了数字孪生五维模型的概念，并探索了其应用领域［6］。对数字孪生体构建与应用的研究主要集中在产品及其生产系统的数据收集［7］、智能服务［8］、加工处理［9］等智能生产过程。在概念设计中，应用数字孪生技术，根据物理产品与虚拟产品之间的孪生数据，可以更好地处理用户数据，模拟、分析、监测目标产品，不断挖掘概念设计中的问题和具体的设计子任务，进而促进设计方案的产生，增强产品实际行为与设计期望行为间的一致性，提高产品智能化程度和设计质量［6］。

根据工程设计的系统方法，设计过程可以分为四阶段，即明确设计任务、概念设计、具体设计和细节设计［10］。……