全国大学生机械创新设计大赛作品数字孪生设计挑战赛将坚持“高科技、高效能、高质量”的特色，继续在促进高校创新实验室建设、拓展实践教学内容的深度与广度、提升教师教学和工程实践能力、培养学生创新精神和实践能力、提高学校教学水平等方面发挥积极的作用。经全国大学生机械创新设计大赛组委会研究批准，决定自2024年9月启动2025年全国大学生机械创新设计大赛数字孪生挑战赛工作，现将校内选拔赛具体事宜通知如下：

一、竞赛组织

主办单位：创新创业学院

承办单位：机电工程学院

二、参赛条件与方式

1．参赛资格：1）在第十一届全国大学生机械创新设计大赛中获得全国一、二等奖作品的学校均可组队报名参加数字孪生设计挑战赛；2）在各赛区预赛中获一等奖以上作品的学校具有申请参加挑战赛资格，可在规定日期前，向全国大赛组委会秘书处提交参赛申请，经审查同意后方有资格参加挑战赛；3）大赛主办方或承办方提名、推荐的有关学校，可在规定日期前，向全国大赛组委会秘书处提交参赛申请，经审查同意后方有资格参加挑战赛。

2．参赛条件：获得参赛资格高校的在校研究生、本科生、专科大学生（含 2025 届毕业生）均可按获奖作品组队，通过学校报名参加。每个参赛队学生人数 不得多于6人（可更换原获奖作品参赛人员），指导教师不多于2人。每个学生只能参加一个作品的数字孪生设计挑战赛，参赛队由所在学校统一向大赛组委会秘书处报名。

3．参赛方式：具有参赛资格的学校接到本大赛通知后，首先完成组队报名，获得大赛秘书处同意后，即可按挑战赛各阶段挑战任务，依次进行作品原型的数字孪生体构建，在规定的时间节点前提交阶段研究报告，获取晋级资格。最终完成作品数字孪生设计挑战赛全部内容，参加总决赛。

三、挑战赛的主题与内容

2025年全国大学生机械创新设计大赛作品数字孪生设计挑战赛的主题为“数字孪生、智创未来”。内容为“以第十一届机创大赛获奖作品为原型（后面统称为作品原型），以数字化的方式建立作品原型的多维、多时空尺度、多学科、多物理量的数字孪生体，来仿真和刻画作品原型在真实环境中的属性、行为、规则等，实现作品设计迭代优化，提高作品性能。

基于数字孪生成熟度模型分级理念，赛程分为三阶段，具体如下：

第一阶段：数字孪生挑战1.0 构建作品原型的数字孪生体，通过这个数字孪生体对作品原型进行分析、迭代，提出改进设计思路。具体须完成以下工作内容：

1）“抽取”作品原型的设计数据，利用具有MBD功能的CAD/CAE软件构建作品原型所有零件的三维模型，选取2-3个关键零件（必须包含一个运动零件）构 建其MBD模型；

2）进行机电一体化概念设计（MCD），完成空间模型的构建；

3）构建数据库，用以“存放”设计数据等，使设计数据贯穿于产品生命周期 （PLM）；

4）在空间模型构建的基础上，按照“内聚”原则，使用“硬件在环”（通俗 理解就是使用物理世界的控制器，在工业软件中控制空间模型）构建行为模型（控制规则和逻辑）。即完成了数字孪生体的构建；

5）通过这个数字孪生体对作品原型进行分析、迭代，提出改进设计思路。

第一阶段完赛提交材料：包括上述5点内容的研究报告，详见《参赛须知》。

第二阶段：数字孪生挑战2.0

建立数字孪生体与作品原型的连接与集成，使数字孪生体与作品原型实时同步。主要完成以下几项工作内容：

1）在作品原型部署必要的传感器；

2）采集控制器数据、运动数据、环境数据等；

3）使用工业通信标准（OPC)或工业常见通讯协议(modbus tcp,串口通信)，完成数字孪生体与作品原型的连接；

4）基于OPC或工业常见通信协议实现数字孪生体端与物理端的信号映射；

5）进行通讯测试和系统调试，实现数字孪生体与作品原型同步运行。

第二阶段完赛提交材料：完成工作内容的研究报告，以及系统调试视频，作品原型与数字孪生体实时同步视频等。

第三阶段：数字孪生挑战3.0

根据第一阶段提出改进设计思路，利用第二阶段建立的数字孪生体与作品原型同步运行数据，对改进设计是否有效进行验证，完成对作品原型性能有突出影响的1至2项改进设计后的作品数字孪生体。主要完成以下工作内容：

1）针对第一阶段提出的改进设计思路点，逐项完成数字孪生体与作品原型实时同步运行，取得作品原型和数字孪生体运行原始数据；

2）选择突出影响作品原型工作性能的1至2项改进设计点进行作品的数字化改进设计；

3）完成改进设计作品的数字孪生体空间模型构建，并进一步优化、迭代；

4）在改进设计后作品的最终数字孪生体上完成调试运行，比对数据，判断改进工作的有效性；

5）改进设计后的主要图纸（包括纸质、电子文档）。

第三阶段完赛提交资料：完成工作内容的研究报告，以及原型作品改进后的数字孪生体样机并附主要图纸，数字孪生体运行验证视频，数据分析等。

提倡在设计机械作品时采用智能技术或5G+通信技术等，以提升作品的时代特征。

四、大赛相关进程的重要时间节点

1．2024 年9月10日发布2025年全国大学生机械创新设计大赛作品数字孪生设计挑战赛主题与内容的通知；

2. 2024 年10 月10日前获得申请参加挑战赛资格的参赛队和主办方推荐参加挑战赛的参赛队向大赛组委会指定邮箱提交参赛申请书电子版；

3. 2024 年10月20日前获得参赛资格的参赛队提交报名表电子版；2024年 10 月30日大赛组委会公布全部参加数字孪生设计挑战赛参赛队名单；

4．在 2024年12月30日前，参赛队提交挑战赛第一阶段研究成果，大赛组委会将组织专家完成赛事第一阶段线上评审，公布晋级赛事第二阶段资格参赛队名单；

5．在2025 年3月15日前，晋级参赛队提交挑战赛第二阶段研究成果，大赛组委会将组织专家完成赛事第二阶段会议评审，公布晋级赛事第三阶段资格参赛队名单；

6．在2025 年5月25日前，晋级第三阶段参赛队提交挑战赛第三阶段研究成果，全国组委会将于2025年6月5日前公布参加全国决赛的作品名单；

7．全国决赛将于2025年6月中旬举行，具体时间和举办地将在大赛后续通知中明确。

大赛官网：https://www.peipusz.cn/umic

武汉工程大学校赛联系人及邮箱：吴老师, 515342747@qq.com.