近日，智能科学与工程学院/人工智能产业学院屈挺教授、李明星老师团队的论文成果Operation twins: production-intralogistics synchronisation in Industry 4.0入选ESI工程领域高被引论文（Highly Cited Paper）。该论文于2022年7月在线发表在国际权威期刊International Journal of Production Research（中科院Top期刊，IF=9.2），根据科睿唯安（Clarivate Analytics）公布的最新数据，论文自正式发表以来共在Web of Science被来自世界各地的研究团队引用48次，排名位于工程领域的全球前1%。李明星老师为该论文第一作者，屈挺教授为该论文重要合著者。  

（图1. Web of Science检索结果）

生产与物流是离散型制造企业运作的关键环节，二者之间存在复杂的时空耦合与约束，实现其动态衔接与配合对提升系统整体效率尤为重要。针对生产-物流协同运作决策与管控的复杂性与不确定性的难点，研究团队基于工业4.0的新兴技术，创新性地提出了运作孪生（Operation twins）的概念。如图2所示，该概念由纵向孪生和横向孪生两个维度组成。其中，纵向孪生是指将制造系统中的人-机-物资源和相应的生产-物流任务数字化并实时同步，为生产-物流的全局组织和优化奠定数据基础。而横向孪生则是指在数据信息实时共享的基础上，动态协调生产任务队列与物流任务队列，从而实现全局优化和同步决策。

（图2. 运作孪生概念图解）

图3所示基于运作孪生的智能生产-物流总体框架包含物理空间层、数字孪生层和云空间层。物理空间层配置物联网设备，将传统生产-物流环境转换为具备实时可见性的物联网制造环境。数字孪生层以物理空间层获取的异构多源数据为对象，将其虚拟化为数字孪生体并实时同步。云空间层作为框架的决策中心，集成横向孪生机制以实现生产-物流任务实时同步与优化。该成果为工业4.0智能制造系统的生产-物流同步研究奠定了理论基础，并进一步拓展了数字孪生制造与实时数据驱动的制造运作管控方法研究。

（图3. 基于运作孪生的智能生产-物流总体框架）

该论文得到了国家自然科学基金、广东特支计划本土创新创业团队项目、广州市创新领军团队项目、国家重点研发计划项目、澳门科学技术发展基金项目的资助。

图文：李明星、周曲

责编：刘锡赟

初审：刘煜琼

复审：施    政

终审：杨光华