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电子装备车间的数字空间可以分为车间、工位、要素3个尺度，各尺度之间为包含关系，分别与不同的制造实体相对应。车间尺度的数字空间与物理车间相对应，由多个智能工位围绕工序流程建立业务协作关系。工位尺度的数字空间与物理工位相对应，由设备、物料、人员等要素围绕工序要求建立业务协作关系。要素尺度的数字空间与物理生产要素相对应，是车间的最小单元。不同尺度建模对象的关注重点及建模重点有所不同。为了真实地刻画和映射车间的生产过程，需要对建模对象的尺度进行划分，并且构建各尺度之间的信息交互关系，如图2.2所示。
图2.2 多尺度孪生车间建模
对车间、工位、要素等3个尺度进行建模，同时考虑上下之间的联系，使多尺度孪生车间在虚拟模型的物理生产过程中实现映射、交互和联动。不同尺度的建模要点如下。
（1）车间尺度，为了完整地映射车间的信息，车间尺度重点关注布局、物流、调度、任务、环境方面的建模。基于车间模型，进行环境监控与分析，车间布局分析优化，物流配送及路线优化，制造资源的综合调度，制造任务的排程等。
（2）工位尺度，工位是车间建模的最小生产单元。以工位为对象，对与工位能力、输入输出、设备组成、所用物料及所用工具相匹配的技能人员进行统一管理。
（3）要素尺度，要素尺度主要包括车间的基本要素，即设备、设施、产品、工装夹具等。在要素尺度中，设备设施等要素包括功能性能、使用状态、维修窗口、接口、综合绩效；产品物料包括产品的工艺路线、工序级物料清单、技术状态等；工装夹具包括功能性能、使用状态、库存状态等。
采用面向对象的建模语言对车间数字孪生体进行建模，对于每个尺度表达如下。
式中，MS
i
为物理制造空间中第
i
个尺度，总共包含NI个对象，NI为第
i
个尺度的对象个数，SN为尺度的划分层数；MS
i+
1,
j
为第
i
个尺度物理制造空间中的第
j
个对象；⊕为第
i
个尺度物理制造空间中对象与各要素的融合；
RS
i
为各要素之间的逻辑关系矩阵，矩阵元素的值分别表示对象之间的关系，包括（
）无关系、（
）合作关系、（⇔）竞争关系、（
）依附关系。对车间、工位、要素每个层级采用形式化建模语言进行描述，形成相互嵌套的数据结构，刻画物理制造空间的多尺度特点及管理关系。对于车间、工位、要素3个尺度的数据结构，可表达如下：
需要指出的是，在每个尺度下，依附关系取决于对车间数字孪生不同粒度的数据需求。例如，当单一的仪器状态数据不足以描述设备的运行状态时，将设备节点分为电源节点、面板节点、控制系统节点等，各细分节点实时采集细分数据，实现设备运行状态的全方位数据感知和关联，此时细分节点与设备节点之间的关系为依附关系。考虑到对物理制造空间全要素精准刻画的要求，次级制造数据节点可按照粒度分解规则向下一级分解，直至满足车间数字孪生系统对数据采集的需求为止。对制造数据的多粒度分解体现了该层级物理制造空间多尺度描述和建模的内涵。