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以往建模方法大多是从单一维度来描述车间的某个属性，如几何建模从几何维度描述车间的几何属性，逻辑建模从逻辑维度描述车间运行的逻辑属性，信息建模从数据维度描述车间的数据属性等，而上述建模方法对构建车间数字孪生体来说都是不完备的，车间数字孪生体应具备物理车间的所有必要属性。为实现车间高保真建模，需从几何、物理、行为等多维度入手构建车间模型，从几何形状、物理属性、行为响应及规律规则等多个方面对物理车间进行真实刻画和描述建模。多维度模型通过参数化定义的形式在数字空间进行统一建模。采用面向对象的语言，对有共性的建模对象构造类数据结构，对模型实例进行参数化定义，建立车间的映射模型。对车间对象建模如下。
式中，MS i+ 1, j 为第 i 个尺度物理制造空间中的第 j 个对象，模型集合中的元素分别为几何模型集gMset、物理模型集pMset、行为模型集aMset、数据模型集cMset，并通过连接符&进行连接，形成对物理空间的全要素、多学科、多领域建模。
gMset：几何建模涵盖了建模对象的三维模型及零部组件装配结构关系。主要针对车间各尺度的生产要素自顶而下、逐层进行三维建模，在建模过程中须重点关注建模对象的关键尺寸和结构，确保关键尺度对应的真实比例。后处理主要包括轻量化、渲染、贴面及光源设置等。
pMset：物理建模涵盖了建模对象的刚度、速度、加速度、工作范围、温湿度、能源消耗等物理属性，并对外界变化做出的物理响应。在车间层面，物理建模的重点是AVG
小车的物理属性和车间的温湿度模型，通过取样采集数据对车间的湿度分布进行采集和拟合，对重点防护位置进行湿度传感器的部署。在制造单元层面，重点是对转台的速度、加速度等进行建模。在设备层面，主要是对机械手臂的刚度、速度等进行建模。
aMset：行为模型涵盖了建模对象的工艺行为（如工位模型中按工艺流程完成测试工序）、与智能制造空间其他模型的竞争和协作行为（如确定竞争合作关系及业务协同逻辑）、故障行为（用于仪器设备健康管理的故障报警及故障诊断响应）。行为模型主要包括车间、产线、工位、要素等各模型在外部输入下的行为响应，其中不同尺度的模型行为响应不同，不同要素的行为响应也有区别。此外，行为模型也涵盖了车间运行过程中用到的各类推理、关联、决策规则模型，以及生产过程中的各类约束条件模型，以实现生产过程中对状态及事件在规则约束下的即时响应，包括测试项的匹配规则，可用于推理生产排程的合理顺序；温度、湿度的阈值约束，可用于触发报警行为。
cMset：数据模型。在对车间数字孪生体进行建模的过程中，需要对车间里的静态基础数据和动态采集数据进行管理，对车间流动和集成的数据进行标准化建模，从而以车间数据管理的角度建立车间数字孪生体信息集成模型。