基于Citespace的航空維修差錯研究熱點比較分析

□ 劉 暉 趙子函 佐 飛/文

一、引言

黨的二十大報告提出“加快建設(shè)制造強國”。航空制造業(yè)是我國高端裝備制造業(yè)重要產(chǎn)業(yè)之一，相比較其他產(chǎn)業(yè)，航空事故產(chǎn)生的原因非常復(fù)雜，包括機械故障、設(shè)計缺陷、機組操作失誤、維修差錯和天氣因素等。因此，航空安全性直接關(guān)系到消費者的生命安全，航空制造業(yè)的安全性需要整個社會的共同關(guān)注1，保障安全是航空制造業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的最主要特征之一。隨著科技的不斷進(jìn)步，航空器的可靠性日趨完善，機械故障帶來航空事故的頻率在逐漸下降，與此相對應(yīng)的是維修差錯占比開始增高，維修差錯研究也成為國內(nèi)外研究的熱點2。機務(wù)維修人員承擔(dān)著保障飛機安全飛行、節(jié)約公司生產(chǎn)成本的責(zé)任，在航空安全保障中扮演重要角色。比較分析國內(nèi)外航空差錯的研究熱點可以看出，探索我國減少不同因素對維修人員的影響，降低航空維修差錯、保障航空安全已經(jīng)被提到重要議程。

本文擬采用文獻(xiàn)計量法，將中國知網(wǎng)、Web of Science（WOS）數(shù)據(jù)庫中2002～2021年相關(guān)數(shù)據(jù)作為文獻(xiàn)資料，通過 Citespace 軟件繪制知識圖譜，結(jié)合關(guān)鍵詞聚類和聚類時間線圖，從中找出國內(nèi)外刊物航空維修差錯研究成果熱點的差異，以便厘清研究異同以及各自側(cè)重點，為豐富和完善航空維修差錯的研究和發(fā)展提供有價值的參考。

二、研究方法和數(shù)據(jù)來源

（一）研究方法

CiteSpace信息可視化軟件工具是由陳超美博士于2004年開發(fā)的，通過可視化知識圖譜來研究某領(lǐng)域的前沿與熱點問題、關(guān)鍵詞共詞網(wǎng)絡(luò)分析、作者共被引與作者合作網(wǎng)絡(luò)分析等3。

（二）數(shù)據(jù)來源

中文文獻(xiàn)的搜集來源于中國知網(wǎng)，按照“（核心期刊＝CSSCI），并且（篇名＝航空維修差錯），文獻(xiàn)來源時間限定為：2002年1月1日至2021年12月31日”的檢索方式，剔除書評、會議等無效信息，最終檢索到國內(nèi)文獻(xiàn)共80篇（下載時間為2022年9月8日）。

外文文獻(xiàn)的搜集來源于WOS核心合集數(shù)據(jù)庫，具體檢索方式為：標(biāo)題＝“aviation maintenance error”，文獻(xiàn)格式為“Article”，語種為“English”，時間跨度為2002～2021年。通過數(shù)據(jù)篩選，排除會議論文、專利等無關(guān)文獻(xiàn)，最終檢索到外文文獻(xiàn)共188篇（下載時間為2022年9月8日）。

三、國內(nèi)外航空維修差錯研究的文獻(xiàn)分析

（一）時間分布

從文獻(xiàn)發(fā)文數(shù)量來看，2002～2007年，中外文刊物對航空維修差錯的關(guān)注度都不高；2007～2013年，外文文獻(xiàn)數(shù)量開始增長，而中文刊物相關(guān)研究仍處于平穩(wěn)的態(tài)勢；2013～2016年，中外文研究呈現(xiàn)此消彼長趨勢；2016年以來，外文研究數(shù)量增長且保持平穩(wěn)，但中文研究數(shù)量發(fā)生回落（見圖1）。

圖1：中外文文獻(xiàn)航空維修差錯研究發(fā)文時間分布

（二）空間分布

在Citespace軟件的初始界面中，時間跨度為2002～2021年，將時間切片設(shè)為2年、Top為30、Note Types中勾選Author、Institution，對中國知網(wǎng)數(shù)據(jù)庫航空維修差錯研究文獻(xiàn)的作者、重要權(quán)威機構(gòu)進(jìn)行可視化分析。同樣地，重復(fù)以上操作步驟，對WOS核心合集數(shù)據(jù)庫航空維修差錯文獻(xiàn)的作者、重要權(quán)威機構(gòu)進(jìn)行可視化分析。

1.中文文獻(xiàn)方面，航空維修差錯領(lǐng)域從發(fā)文數(shù)量來看，文獻(xiàn)數(shù)量較多的機構(gòu)主要是中國民用航空飛行學(xué)院（12篇）、南京航空航天大學(xué)（9篇）。以中國民用航空飛行學(xué)院為主，包括陳農(nóng)田、馬婷、李瑞等主要作者為合作中心形成的合作網(wǎng)絡(luò)圖顯示，陳農(nóng)田及其團隊先后發(fā)表4篇，其中航空維修差錯人誤概率計算是其研究的重點內(nèi)容4；以南京航空航天大學(xué)為核心機構(gòu)，其中包含王華偉、施志堅等主要作者形成的合作網(wǎng)絡(luò)圖顯示，王華偉是近幾年航空維修差錯領(lǐng)域發(fā)文量最多的學(xué)者，其先后對航空維修人為差錯5和航空維修風(fēng)險態(tài)勢評估6概率預(yù)測提供了研究思路和方法。

2.外文文獻(xiàn)方面，航空維修差錯研究的學(xué)者主要分布在中國（58篇）、美國（52篇）、英國（14篇）、澳大利亞（12篇）。雖然中國的發(fā)文數(shù)量最多，但中國高被引論文的被引次數(shù)（29次）遠(yuǎn)低于英國（174次）、澳大利亞（172次）和美國（77次）。從發(fā)文的機構(gòu)來看，克蘭菲爾德大學(xué)（英國）、中國民航大學(xué)、北京航空航天大學(xué)、南京航空航天大學(xué)、阿納多盧大學(xué)（土耳其）等發(fā)文量名列前茅。其中紐約州立大學(xué)的Colin G. Drury教授團隊的發(fā)文量最多（5篇），他們的研究主要貢獻(xiàn)在于減少航空維修中因通信類人因產(chǎn)生的錯誤7。克蘭菲爾德大學(xué)的 Graham Braithwaite教授、C.S. Place教授和沙迦大學(xué)的Hamad Rashid教授團隊的發(fā)文量次之（4篇），他們的研究主要貢獻(xiàn)在于創(chuàng)立了航空維修監(jiān)控流程8。

（三）學(xué)科分布

中文文獻(xiàn)航空維修差錯研究交叉學(xué)科排名前三位的依次是航空航天科學(xué)與工程（84.69%）、安全科學(xué)與災(zāi)害防治（7.14%）、自動化技術(shù)（4.08%）。

根據(jù)外文文獻(xiàn)整理得到排名前10的航空維修差錯領(lǐng)域研究交叉學(xué)科，分別為工業(yè)工程（Engineering Industrial）、電子電氣工程（Engineering Electrical Electronic）、航空航天工程（Engineering Aerospace）、人體工程學(xué)（Ergonomics）、運籌學(xué)與管理科學(xué)（Operations Research Management Science）、應(yīng)用心理學(xué)（Psychology Applied）、交叉工程學(xué)（Engineering Multidisciplinary）、機械工程（Engineering Mechanical）、公共環(huán)境職業(yè)衛(wèi)生（Public Environmental Occupational Health）、計算機科學(xué)人工智能（Computer Science Artificial Intelligence）和計算機科學(xué)理論方法（Computer Science Theory Methods），占比分別為19.68%、16.49%、15.43%、12.23%、10.64%、10.11%、7.98%、5.85%、5.85%、5.32%和5.32%。

四、國內(nèi)外航空維修差錯研究的熱點主題聚類分析

（一）熱點主題聚類

本文運用Citespace得到國內(nèi)外知識圖譜聚類模塊值Q分別為0.6874（中文）、0.6759（外文），聚類平均輪廓值S分別為0.8075（中文）、0.8697（外文），說明該聚類結(jié)構(gòu)顯著且具有說服力。

中文文獻(xiàn)方面，航空維修差錯研究主要分六個熱點主題，分別為“航空維修”“航空安全”“人為差錯”“差錯分析”“飛機維修”“航空”（見圖2）。這六個熱點主題可大致分為三類：第一類是關(guān)于航空業(yè)整體的熱點主題，包括“航空安全”“航空”，第二類是從航空業(yè)整體引申出維修熱點主題，包括“航空維修”“飛機維修”，第三類是針對維修差錯的熱點主題，包括“人為差錯”“差錯分析”。三類熱點主題呈遞進(jìn)關(guān)系。

圖2：中文文獻(xiàn)航空維修差錯主題詞聚類時線圖

外文文獻(xiàn)方面，航空維修差錯研究主要也分為六個熱點主題，分別為“態(tài)勢感知（situation awareness）”“維護（maintenance）”“空間波數(shù)濾波器（spatial-wavenumber filter）”“航空安全（aviation safety）”“適航性（airworthiness）”“人因可靠性分析（human reliability analysis）”（見圖3）。結(jié)合熱點詞匯也將其分為三類：第一類是航空安全熱點主題，包括“航空安全（aviation safety）”“適航性（airworthiness）”。第二類是維修熱點主題，包括“維護（maintenance）”“空間波數(shù)濾波器（spatial-wavenumber filter）”。第三類是人因熱點主題，包括“態(tài)勢感知（situation awareness）”“人因可靠性分析（human reliability analysis）”。

圖3：外文文獻(xiàn)航空維修差錯主題詞聚類時線圖

（二）熱點主題分析

中文文獻(xiàn)方面，航空維修差錯研究熱點主題發(fā)展基本分為三個過程。第一個過程：2002～2007年，研究熱點以維修差錯占大多數(shù)，再結(jié)合飛機維修、人為差錯、航空等研究熱點發(fā)展成航空安全聚類中的人為因素。第二個過程：2007～2011年，研究熱點從人為因素發(fā)展為航空維修，并沒有太多新的研究熱點出現(xiàn)。第三個過程：2011～2021年，研究熱點多點開花，出現(xiàn)多樣性的、新的研究熱點。如：航空機務(wù)、差錯成因、預(yù)防措施、差錯、差錯事故、民航、飛機、航空事故、預(yù)防等。

外文文獻(xiàn)方面，航空維修差錯研究熱點主題發(fā)展基本也分為三個過程。第一個過程：2002～2006年，研究熱點從錯誤（error）、知識（knowledge）、安全（safety）發(fā)展為航空安全（aviation safety）、人為因素（human factor）、人為差錯（human error），再到管理（management）、系統(tǒng)（system）。第二個過程：2006～2014年，每一個聚類基本都有一些主要熱點出現(xiàn)，如，態(tài)勢感知（situation awareness）有態(tài)勢感知（situation awareness）、設(shè)計（design）、工作負(fù)載（workload）、框架（framework）等。維護（maintenance）這一類出現(xiàn)的研究熱點主題是事故（accident）?？臻g波數(shù)濾波器（spatial-wavenumber filter）這一類出現(xiàn)的研究熱點主題是飛機維修（aircraft maintenance）。適航性（airworthiness）這一類從航空（aviation）發(fā)展到事故預(yù)防（accident prevention）、危機（crisis）。第三個過程：2014～2021年，主要研究熱點主題為風(fēng)險（risk）、民用航空（civil aviation）、飛機設(shè)計與操作性（aircraft design and operation）、安全管理系統(tǒng)（safety management system）、可靠性（reliability）。

五、研究結(jié)論與啟示

（一）研究結(jié)論

通過對2002～2021年中外文文獻(xiàn)航空維修差錯相關(guān)文獻(xiàn)的科學(xué)知識圖譜分析可以得出，航空維修差錯研究總體上處于持續(xù)發(fā)展的態(tài)勢，是國內(nèi)外學(xué)者研究的熱點主題和領(lǐng)域。通過對比近二十年中外文文獻(xiàn)關(guān)于航空維修差錯的研究熱點，可以發(fā)現(xiàn)國內(nèi)外對于維修差錯的研究均有一定的發(fā)展，并呈現(xiàn)以下特點：

1.從發(fā)文數(shù)和分布看，中外文文獻(xiàn)對于航空維修差錯的研究數(shù)量整體都呈現(xiàn)上升趨勢，但國內(nèi)文獻(xiàn)在國際上的影響力還有待加強。這體現(xiàn)在國外相關(guān)研究機構(gòu)和學(xué)者分布較廣，合作比較緊密，有較強的國際影響力；國內(nèi)研究機構(gòu)數(shù)量少，研究機構(gòu)之間合作松散。尤其是國內(nèi)機構(gòu)理論研究與航空維修企業(yè)實踐之間缺乏合作交流，機構(gòu)和學(xué)者在該領(lǐng)域缺乏長期持續(xù)性追蹤研究，全面性和實踐性有待加強。

2.從學(xué)科研究角度看，與外文文獻(xiàn)研究相比，中文文獻(xiàn)航空維修差錯研究集中在航空航天科學(xué)與工程，與其他學(xué)科交叉研究較少。外文文獻(xiàn)航空維修差錯研究融合了人體工程學(xué)、運籌學(xué)與管理科學(xué)、應(yīng)用心理學(xué)等非工科類學(xué)科。

3.從熱點聚類發(fā)展上看，國內(nèi)外航空維修差錯研究有過相似時期：2002～2014年，都處于一個摸索階段，研究熱點基本相似，從飛機維修、航空維修發(fā)展到人為因素和風(fēng)險預(yù)防，從早期研究維修差錯產(chǎn)生的原因到近幾年研究維修差錯預(yù)防措施。不過，2014年之后中文文獻(xiàn)多側(cè)重維修差錯的分類和人為因素的理論探討，線性研究分析單一原因?qū)娇站S修差錯產(chǎn)生的影響9。對航空維修中產(chǎn)生差錯的原因復(fù)雜性缺乏進(jìn)一步探索。外文文獻(xiàn)航空維修差錯研究雖然也從個人原因開始引申到組織整體對個人及航空維修差錯產(chǎn)生的影響10，但探索的視角從人為因素拓展到飛行器的設(shè)計，如提出優(yōu)化發(fā)動機風(fēng)扇罩門等研究來減少航空維修差錯的產(chǎn)生11。

4.“人為因素”是航空維修差錯最常出現(xiàn)的關(guān)鍵詞，外文文獻(xiàn)引入了態(tài)勢感知（situation awareness）這一理念，采用多元數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)挖掘結(jié)合，在航空維修差錯領(lǐng)域應(yīng)用態(tài)勢感知理念，更進(jìn)一步豐富了人為因素的研究。此外，外文文獻(xiàn)航空維修差錯研究開始引入其他領(lǐng)域的熱點詞匯，如大數(shù)據(jù)12、元宇宙13。或者從心理學(xué)視角討論人為原因中的判斷性錯誤產(chǎn)生的原因和預(yù)防措施14。以及結(jié)合人因工程學(xué)做細(xì)化深入分析，如身體疲勞風(fēng)險15及心率變化對航空維修差錯的影響16等。

（二）研究啟示

我國本土化的航空維修差錯研究需要加強各機構(gòu)各團隊之間的合作交流，加強校企合作，推動理論研究和工程實踐的緊密結(jié)合。理論研究深入一線，進(jìn)一步分析航空維修差錯產(chǎn)生的原因，從組態(tài)研究和飛機設(shè)計入手，強化產(chǎn)學(xué)研融合，幫助我國航空業(yè)提升自身競爭力。

多學(xué)科、多角度的分析可以為減少差錯、避免差錯的產(chǎn)生確保航空安全提供更多重的綜合思考線索。因此，航空維修差錯研究多學(xué)科、多領(lǐng)域的交叉融合是推動其向前發(fā)展的重要途徑和土壤。借鑒國內(nèi)外其他領(lǐng)域的研究方法，促進(jìn)航空維修差錯研究在多學(xué)科多領(lǐng)域的參與度。如結(jié)合心理學(xué)與我國民航從業(yè)人員的實際心理狀態(tài)，探索影響工作狀態(tài)的壓力因素。

可以采用組態(tài)分析等多種研究方法，多因素分析影響因素，以彌補線性研究不能涵蓋現(xiàn)實中航空維修差錯復(fù)雜性的缺憾和不足。

我國已進(jìn)入創(chuàng)新型國家行列，隨著基礎(chǔ)研究和原始創(chuàng)新不斷加強，航空產(chǎn)業(yè)正在逐步壯大。尤其是隨著我國按照國際民航規(guī)章自行研制、具有自主知識產(chǎn)權(quán)的大型噴氣式民用飛機C919獲頒型號合格證，針對飛機設(shè)計方面如何減少航空維修差錯的探索研究將會更加豐富和深入。