基于Citespace的航空维修差错研究热点比较分析

□ 刘 晖 赵子函 佐 飞/文

一、引言

党的二十大报告提出“加快建设制造强国”。航空制造业是我国高端装备制造业重要产业之一，相比较其他产业，航空事故产生的原因非常复杂，包括机械故障、设计缺陷、机组操作失误、维修差错和天气因素等。因此，航空安全性直接关系到消费者的生命安全，航空制造业的安全性需要整个社会的共同关注1，保障安全是航空制造业高质量发展的最主要特征之一。随着科技的不断进步，航空器的可靠性日趋完善，机械故障带来航空事故的频率在逐渐下降，与此相对应的是维修差错占比开始增高，维修差错研究也成为国内外研究的热点2。机务维修人员承担着保障飞机安全飞行、节约公司生产成本的责任，在航空安全保障中扮演重要角色。比较分析国内外航空差错的研究热点可以看出，探索我国减少不同因素对维修人员的影响，降低航空维修差错、保障航空安全已经被提到重要议程。

本文拟采用文献计量法，将中国知网、Web of Science（WOS）数据库中2002～2021年相关数据作为文献资料，通过 Citespace 软件绘制知识图谱，结合关键词聚类和聚类时间线图，从中找出国内外刊物航空维修差错研究成果热点的差异，以便厘清研究异同以及各自侧重点，为丰富和完善航空维修差错的研究和发展提供有价值的参考。

二、研究方法和数据来源

（一）研究方法

CiteSpace信息可视化软件工具是由陈超美博士于2004年开发的，通过可视化知识图谱来研究某领域的前沿与热点问题、关键词共词网络分析、作者共被引与作者合作网络分析等3。

（二）数据来源

中文文献的搜集来源于中国知网，按照“（核心期刊＝CSSCI），并且（篇名＝航空维修差错），文献来源时间限定为：2002年1月1日至2021年12月31日”的检索方式，剔除书评、会议等无效信息，最终检索到国内文献共80篇（下载时间为2022年9月8日）。

外文文献的搜集来源于WOS核心合集数据库，具体检索方式为：标题＝“aviation maintenance error”，文献格式为“Article”，语种为“English”，时间跨度为2002～2021年。通过数据筛选，排除会议论文、专利等无关文献，最终检索到外文文献共188篇（下载时间为2022年9月8日）。

三、国内外航空维修差错研究的文献分析

（一）时间分布

从文献发文数量来看，2002～2007年，中外文刊物对航空维修差错的关注度都不高；2007～2013年，外文文献数量开始增长，而中文刊物相关研究仍处于平稳的态势；2013～2016年，中外文研究呈现此消彼长趋势；2016年以来，外文研究数量增长且保持平稳，但中文研究数量发生回落（见图1）。

图1：中外文文献航空维修差错研究发文时间分布

（二）空间分布

在Citespace软件的初始界面中，时间跨度为2002～2021年，将时间切片设为2年、Top为30、Note Types中勾选Author、Institution，对中国知网数据库航空维修差错研究文献的作者、重要权威机构进行可视化分析。同样地，重复以上操作步骤，对WOS核心合集数据库航空维修差错文献的作者、重要权威机构进行可视化分析。

1.中文文献方面，航空维修差错领域从发文数量来看，文献数量较多的机构主要是中国民用航空飞行学院（12篇）、南京航空航天大学（9篇）。以中国民用航空飞行学院为主，包括陈农田、马婷、李瑞等主要作者为合作中心形成的合作网络图显示，陈农田及其团队先后发表4篇，其中航空维修差错人误概率计算是其研究的重点内容4；以南京航空航天大学为核心机构，其中包含王华伟、施志坚等主要作者形成的合作网络图显示，王华伟是近几年航空维修差错领域发文量最多的学者，其先后对航空维修人为差错5和航空维修风险态势评估6概率预测提供了研究思路和方法。

2.外文文献方面，航空维修差错研究的学者主要分布在中国（58篇）、美国（52篇）、英国（14篇）、澳大利亚（12篇）。虽然中国的发文数量最多，但中国高被引论文的被引次数（29次）远低于英国（174次）、澳大利亚（172次）和美国（77次）。从发文的机构来看，克兰菲尔德大学（英国）、中国民航大学、北京航空航天大学、南京航空航天大学、阿纳多卢大学（土耳其）等发文量名列前茅。其中纽约州立大学的Colin G. Drury教授团队的发文量最多（5篇），他们的研究主要贡献在于减少航空维修中因通信类人因产生的错误7。克兰菲尔德大学的 Graham Braithwaite教授、C.S. Place教授和沙迦大学的Hamad Rashid教授团队的发文量次之（4篇），他们的研究主要贡献在于创立了航空维修监控流程8。

（三）学科分布

中文文献航空维修差错研究交叉学科排名前三位的依次是航空航天科学与工程（84.69%）、安全科学与灾害防治（7.14%）、自动化技术（4.08%）。

根据外文文献整理得到排名前10的航空维修差错领域研究交叉学科，分别为工业工程（Engineering Industrial）、电子电气工程（Engineering Electrical Electronic）、航空航天工程（Engineering Aerospace）、人体工程学（Ergonomics）、运筹学与管理科学（Operations Research Management Science）、应用心理学（Psychology Applied）、交叉工程学（Engineering Multidisciplinary）、机械工程（Engineering Mechanical）、公共环境职业卫生（Public Environmental Occupational Health）、计算机科学人工智能（Computer Science Artificial Intelligence）和计算机科学理论方法（Computer Science Theory Methods），占比分别为19.68%、16.49%、15.43%、12.23%、10.64%、10.11%、7.98%、5.85%、5.85%、5.32%和5.32%。

四、国内外航空维修差错研究的热点主题聚类分析

（一）热点主题聚类

本文运用Citespace得到国内外知识图谱聚类模块值Q分别为0.6874（中文）、0.6759（外文），聚类平均轮廓值S分别为0.8075（中文）、0.8697（外文），说明该聚类结构显著且具有说服力。

中文文献方面，航空维修差错研究主要分六个热点主题，分别为“航空维修”“航空安全”“人为差错”“差错分析”“飞机维修”“航空”（见图2）。这六个热点主题可大致分为三类：第一类是关于航空业整体的热点主题，包括“航空安全”“航空”，第二类是从航空业整体引申出维修热点主题，包括“航空维修”“飞机维修”，第三类是针对维修差错的热点主题，包括“人为差错”“差错分析”。三类热点主题呈递进关系。

图2：中文文献航空维修差错主题词聚类时线图

外文文献方面，航空维修差错研究主要也分为六个热点主题，分别为“态势感知（situation awareness）”“维护（maintenance）”“空间波数滤波器（spatial-wavenumber filter）”“航空安全（aviation safety）”“适航性（airworthiness）”“人因可靠性分析（human reliability analysis）”（见图3）。结合热点词汇也将其分为三类：第一类是航空安全热点主题，包括“航空安全（aviation safety）”“适航性（airworthiness）”。第二类是维修热点主题，包括“维护（maintenance）”“空间波数滤波器（spatial-wavenumber filter）”。第三类是人因热点主题，包括“态势感知（situation awareness）”“人因可靠性分析（human reliability analysis）”。

图3：外文文献航空维修差错主题词聚类时线图

（二）热点主题分析

中文文献方面，航空维修差错研究热点主题发展基本分为三个过程。第一个过程：2002～2007年，研究热点以维修差错占大多数，再结合飞机维修、人为差错、航空等研究热点发展成航空安全聚类中的人为因素。第二个过程：2007～2011年，研究热点从人为因素发展为航空维修，并没有太多新的研究热点出现。第三个过程：2011～2021年，研究热点多点开花，出现多样性的、新的研究热点。如：航空机务、差错成因、预防措施、差错、差错事故、民航、飞机、航空事故、预防等。

外文文献方面，航空维修差错研究热点主题发展基本也分为三个过程。第一个过程：2002～2006年，研究热点从错误（error）、知识（knowledge）、安全（safety）发展为航空安全（aviation safety）、人为因素（human factor）、人为差错（human error），再到管理（management）、系统（system）。第二个过程：2006～2014年，每一个聚类基本都有一些主要热点出现，如，态势感知（situation awareness）有态势感知（situation awareness）、设计（design）、工作负载（workload）、框架（framework）等。维护（maintenance）这一类出现的研究热点主题是事故（accident）。空间波数滤波器（spatial-wavenumber filter）这一类出现的研究热点主题是飞机维修（aircraft maintenance）。适航性（airworthiness）这一类从航空（aviation）发展到事故预防（accident prevention）、危机（crisis）。第三个过程：2014～2021年，主要研究热点主题为风险（risk）、民用航空（civil aviation）、飞机设计与操作性（aircraft design and operation）、安全管理系统（safety management system）、可靠性（reliability）。

五、研究结论与启示

（一）研究结论

通过对2002～2021年中外文文献航空维修差错相关文献的科学知识图谱分析可以得出，航空维修差错研究总体上处于持续发展的态势，是国内外学者研究的热点主题和领域。通过对比近二十年中外文文献关于航空维修差错的研究热点，可以发现国内外对于维修差错的研究均有一定的发展，并呈现以下特点：

1.从发文数和分布看，中外文文献对于航空维修差错的研究数量整体都呈现上升趋势，但国内文献在国际上的影响力还有待加强。这体现在国外相关研究机构和学者分布较广，合作比较紧密，有较强的国际影响力；国内研究机构数量少，研究机构之间合作松散。尤其是国内机构理论研究与航空维修企业实践之间缺乏合作交流，机构和学者在该领域缺乏长期持续性追踪研究，全面性和实践性有待加强。

2.从学科研究角度看，与外文文献研究相比，中文文献航空维修差错研究集中在航空航天科学与工程，与其他学科交叉研究较少。外文文献航空维修差错研究融合了人体工程学、运筹学与管理科学、应用心理学等非工科类学科。

3.从热点聚类发展上看，国内外航空维修差错研究有过相似时期：2002～2014年，都处于一个摸索阶段，研究热点基本相似，从飞机维修、航空维修发展到人为因素和风险预防，从早期研究维修差错产生的原因到近几年研究维修差错预防措施。不过，2014年之后中文文献多侧重维修差错的分类和人为因素的理论探讨，线性研究分析单一原因对航空维修差错产生的影响9。对航空维修中产生差错的原因复杂性缺乏进一步探索。外文文献航空维修差错研究虽然也从个人原因开始引申到组织整体对个人及航空维修差错产生的影响10，但探索的视角从人为因素拓展到飞行器的设计，如提出优化发动机风扇罩门等研究来减少航空维修差错的产生11。

4.“人为因素”是航空维修差错最常出现的关键词，外文文献引入了态势感知（situation awareness）这一理念，采用多元数据采集和数据挖掘结合，在航空维修差错领域应用态势感知理念，更进一步丰富了人为因素的研究。此外，外文文献航空维修差错研究开始引入其他领域的热点词汇，如大数据12、元宇宙13。或者从心理学视角讨论人为原因中的判断性错误产生的原因和预防措施14。以及结合人因工程学做细化深入分析，如身体疲劳风险15及心率变化对航空维修差错的影响16等。

（二）研究启示

我国本土化的航空维修差错研究需要加强各机构各团队之间的合作交流，加强校企合作，推动理论研究和工程实践的紧密结合。理论研究深入一线，进一步分析航空维修差错产生的原因，从组态研究和飞机设计入手，强化产学研融合，帮助我国航空业提升自身竞争力。

多学科、多角度的分析可以为减少差错、避免差错的产生确保航空安全提供更多重的综合思考线索。因此，航空维修差错研究多学科、多领域的交叉融合是推动其向前发展的重要途径和土壤。借鉴国内外其他领域的研究方法，促进航空维修差错研究在多学科多领域的参与度。如结合心理学与我国民航从业人员的实际心理状态，探索影响工作状态的压力因素。

可以采用组态分析等多种研究方法，多因素分析影响因素，以弥补线性研究不能涵盖现实中航空维修差错复杂性的缺憾和不足。

我国已进入创新型国家行列，随着基础研究和原始创新不断加强，航空产业正在逐步壮大。尤其是随着我国按照国际民航规章自行研制、具有自主知识产权的大型喷气式民用飞机C919获颁型号合格证，针对飞机设计方面如何减少航空维修差错的探索研究将会更加丰富和深入。