在《中国制造2025》中将航空航天装备列为重点发展领域之一,且在军队装备现代化的时代背景下对装备质量和可靠性提出了更高的要求,因此,军工企业提升装备质量、优化生命周期成本结构是提升企业核心竞争力的关键。针对当前装备制造企业产品的市场竞争力与国际先进水平仍存在差距的问题,在产品设计阶段对产品全生命周期成本的决定性作用和数字孪生技术对成本设计的支持性作用的基础上,对基于数字孪生的成本设计框架、流程,以及成本设计对装备制造业企业产生的影响进行研究,具有一定实践意义。将装备制造先进企业中航机电作为案例,以耗散论、突变论、协同论和产品生命周期理论作为理论基础,采用了理论分析法、案例分析法、比较分析法等研究方法。从理论上结合装备制造业的特征分析了成本设计对装备全生命周期成本、装备设计要素的优化作用,以及数字孪生对成本设计的支撑作用;从案例上分析了中航机电实施的数字孪生架构、成本设计框架、成本设计流程,并通过比较分析法分析成本设计效果。进而得出结论:（1）成本设计能提升产品市场竞争力;（2）成本设计能促进企业财务竞争力的提升;（3）实施基于数字孪生的成本设计能提升企业研发效率;（4）先进技术环境是成本设计高效实施的前提。此前文献鲜有将数字孪生和成本设计结合进行研究,且成本设计研究多集中在降低研发和生产成本上,少有文献以全生命周期成本的结构优化作为研究目标。因此,主要创新在于以中航机电这一装备制造业先进企业作为案例,以装备全生命周期成本结构优化为目标,将数字孪生与成本设计结合研究,不仅扩展了数字孪生的应用研究,也丰富了成本设计的研究视角,可以为其他装备制造企业提供参考。