游光榮,孫 曉,王繼民,孫 敏
(1.復(fù)雜系統(tǒng)仿真國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,北京系統(tǒng)工程研究所,北京 100101;2.北京大學(xué)信息管理系,北京 100871)
20世紀(jì)90年代,信息技術(shù)的高速發(fā)展和廣泛應(yīng)用使得復(fù)雜的技術(shù)集成和系統(tǒng)管理問題益發(fā)突出,現(xiàn)代戰(zhàn)爭、現(xiàn)代交通等進(jìn)一步表現(xiàn)為“多個(gè)系統(tǒng)或復(fù)雜系統(tǒng)組合而成的大規(guī)模的系統(tǒng)組合”,體系(SoS,system of systems)和體系工程(SoSE,system of systems engineering)研究應(yīng)運(yùn)而生。
國內(nèi)外學(xué)術(shù)界普遍認(rèn)為,體系工程是系統(tǒng)工程的發(fā)展與深化,發(fā)端于20世紀(jì)90年代初期[1]。從2005年開始,美國成立了依托國防采辦大學(xué)的體系工程研究中心(SoSECE,system of systems engineering center of excellence)和依托老道明大學(xué)的國家體系研究中心(NCSoSE,national center for system of systems engineering),標(biāo)志著專業(yè)化體系工程研究機(jī)構(gòu)的正式成立。美國麻省理工大學(xué)和普度大學(xué)分別從工程系統(tǒng)領(lǐng)域和智能交通系統(tǒng)視角開展體系相關(guān)研究。荷蘭的戴爾福特大學(xué)則在能源開發(fā)、電力網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)确矫骈_展了體現(xiàn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)相關(guān)研究。IEEE從2006年開始舉辦體系工程的專題年會(huì)。Inderscience出版社從2008年開始出版《International Journal of System of Systems Engineering》雜志,專門研討體系及體系工程問題。
國內(nèi)體系工程研究主要是從軍事領(lǐng)域起步的,尚沒有“體系工程”為主要刊名的固定學(xué)科領(lǐng)域期刊。從公開發(fā)表的研究成果看,主要涉及體系理論與方法、體系描述、體系設(shè)計(jì)、體系優(yōu)化、體系需求分析和體系能力評(píng)估等研究內(nèi)容。對(duì)于體系工程研究,國內(nèi)也發(fā)表了一些綜述性文章[2~4],對(duì)于體系工程的概念、基本理論方法和研究領(lǐng)域等進(jìn)行了相關(guān)論述。本文研究的起點(diǎn)和假定是,體系工程在國內(nèi)是一個(gè)剛剛興起的研究領(lǐng)域,對(duì)國內(nèi)體系工程領(lǐng)域整體發(fā)展?fàn)顩r的認(rèn)識(shí)尚不充分,尤其對(duì)于:國內(nèi)何時(shí)開始體系工程研究?哪些機(jī)構(gòu)正在開展相關(guān)研究?學(xué)術(shù)帶頭人是誰?哪些期刊刊載了相關(guān)文獻(xiàn)?主流的研究方向有哪些?……一系列問題缺乏相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析結(jié)論。為此,需要借助專門的方法和工具,并開展多學(xué)科聯(lián)合攻關(guān)。
文獻(xiàn)計(jì)量學(xué)[5,6]是對(duì)文獻(xiàn)情報(bào)進(jìn)行分析進(jìn)而探尋相關(guān)學(xué)科的結(jié)構(gòu)、特征和發(fā)展規(guī)律的專門學(xué)科。本文以國內(nèi)體系工程領(lǐng)域公開發(fā)表的期刊和會(huì)議文獻(xiàn)的文摘數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),基于信息計(jì)量、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)等方法,通過綜合運(yùn)用 EndNote、BibExcel及 Excel等工具,并結(jié)合長期從事體系工程領(lǐng)域研究所掌握的專業(yè)知識(shí),綜合分析了國內(nèi)(由于統(tǒng)計(jì)等原因,不含港澳臺(tái)地區(qū))體系工程研究的研究團(tuán)體、研究領(lǐng)域和領(lǐng)域期刊等內(nèi)容,以期比較全面地認(rèn)識(shí)國內(nèi)體系工程領(lǐng)域現(xiàn)狀,并對(duì)促進(jìn)整個(gè)學(xué)科研究提出若干建議。
全面、準(zhǔn)確地獲得領(lǐng)域文獻(xiàn)數(shù)據(jù)是采用文獻(xiàn)計(jì)量方法做出科學(xué)判斷的基礎(chǔ)。“SoS”和“SoSE”在中文里分別被譯作“體系”和“體系工程”(個(gè)別學(xué)者將“SoSE”譯為“系統(tǒng)體系”,考慮到絕大多數(shù)學(xué)者使用“體系工程”,統(tǒng)一譯為“體系工程”),但中文里這兩個(gè)術(shù)語的應(yīng)用領(lǐng)域更加寬泛。以“體系”為關(guān)鍵詞搜索CNKI(China National Knowledge Infrastructure)期刊全文數(shù)據(jù)庫和重要會(huì)議數(shù)據(jù)庫,共得到約120萬篇文章。其中許多文獻(xiàn)雖然包含“體系”關(guān)鍵詞,但是與體系工程領(lǐng)域無關(guān),如工程技術(shù)領(lǐng)域的“體系結(jié)構(gòu)”,外交領(lǐng)域的“國際體系”,控制論領(lǐng)域的“多智能體系統(tǒng)”,物理學(xué)領(lǐng)域的“自組裝體系”,環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域的“防護(hù)林體系工程建設(shè)”,建筑學(xué)領(lǐng)域的“預(yù)應(yīng)力板柱體系工程施工”和管理科學(xué)與工程領(lǐng)域的“智庫體系”等,均不屬于本文的研究對(duì)象。
針對(duì)此類問題,文獻(xiàn)計(jì)量學(xué)中一般的做法有兩種:一是限定文獻(xiàn)出處;二是使用關(guān)鍵詞組合來檢索數(shù)據(jù)。
針對(duì)特定出處獲取數(shù)據(jù),往往準(zhǔn)確度較高,但由于文獻(xiàn)源的局限性,數(shù)據(jù)獲取全面性不足,很難發(fā)現(xiàn)對(duì)于學(xué)科領(lǐng)域中未知的相關(guān)文獻(xiàn)。同時(shí),體系工程屬于交叉學(xué)科,沒有固定的學(xué)科領(lǐng)域期刊,相關(guān)研究文獻(xiàn)分散存在于多個(gè)學(xué)科領(lǐng)域期刊和會(huì)議中。限定從少數(shù)幾個(gè)主要相關(guān)的核心期刊獲取數(shù)據(jù),一方面數(shù)據(jù)量大大減少,漏檢率增加;另一方面仍存在無關(guān)文獻(xiàn),如“指標(biāo)體系”、“評(píng)價(jià)體系”和“標(biāo)準(zhǔn)體系”等。經(jīng)過試驗(yàn),發(fā)現(xiàn)這種方法不可取。
Grauwin等人[7]研究復(fù)雜系統(tǒng)領(lǐng)域時(shí),通過和領(lǐng)域?qū)<业挠懻摻⒘税◤?fù)雜網(wǎng)絡(luò)、動(dòng)態(tài)系統(tǒng)、控制和混沌等在內(nèi)的45個(gè)關(guān)鍵詞來描述復(fù)雜系統(tǒng)領(lǐng)域,并據(jù)此從ISI(Institute for Scientific Information,美國科技信息研究所)的科學(xué)引文數(shù)據(jù)庫抽取了數(shù)據(jù)。類似地,本研究首先在CNKI期刊庫和會(huì)議庫搜索題名與關(guān)鍵詞中同時(shí)包含“體系工程”和“SoS”的題錄(指文獻(xiàn)的文摘數(shù)據(jù)),共獲得86條(搜索時(shí)間2013年3月20日),經(jīng)領(lǐng)域?qū)<胰斯け孀R(shí),發(fā)現(xiàn)其中屬于體系工程領(lǐng)域的有80條。通過文獻(xiàn)閱讀,發(fā)現(xiàn)這80篇文獻(xiàn)中,與軍事領(lǐng)域相關(guān)的70篇,占總文獻(xiàn)數(shù)的87.5%,其中大多包含裝備體系、武器裝備體系或體系對(duì)抗等關(guān)鍵詞;在其余文獻(xiàn)中,5篇屬于體系工程綜述性或理論性研究,5篇與群體性事件[8]、應(yīng)急管理[9]和智能鐵路[10]等相關(guān)。為了保證數(shù)據(jù)的全面性和準(zhǔn)確性,選擇了包括體系、體系工程、體系對(duì)抗、裝備體系、SoS和智能鐵路等在內(nèi)的13個(gè)關(guān)鍵詞,通過關(guān)鍵詞組合進(jìn)行了文獻(xiàn)搜索和數(shù)據(jù)抽取。同時(shí),由于體系工程概念出現(xiàn)在1990年以后,選取了1990~2012年的原始題錄數(shù)據(jù)約1 200篇,經(jīng)過重復(fù)題錄剔除和領(lǐng)域?qū)<冶孀R(shí)后最終獲得了486篇題錄,涉及期刊論文446篇和會(huì)議論文40篇。
獲取的題錄包括文獻(xiàn)的篇名、作者、發(fā)表年、期刊(會(huì)議)名和作者單位等信息。在期刊名稱方面,對(duì)期刊《Aerospace China》和《中國航天》、《Transactions of Nanjing University of Aeronautics&Astronaut》和《南京航空航天大學(xué)學(xué)報(bào)》(均屬于不同語種)、《裝備指揮技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)》和《裝備學(xué)院學(xué)報(bào)》(屬于單位/期刊更名)、《科技信息(科學(xué)教研)》和《科技信息》(屬于不同版面/增刊)等進(jìn)行了歸并。
關(guān)鍵詞方面,對(duì)不規(guī)范數(shù)據(jù)進(jìn)行了整理,對(duì)“Petri網(wǎng)”、“Petri網(wǎng)絡(luò)”和“Petri”,“SoS”和“體系”等類似詞組進(jìn)行了歸并,每篇文獻(xiàn)保留前6個(gè)關(guān)鍵詞。
從文獻(xiàn)的年度分布、期刊分布、機(jī)構(gòu)與作者分布、研究領(lǐng)域情況等幾個(gè)方面,構(gòu)建國內(nèi)體系工程領(lǐng)域較為完整的知識(shí)圖譜。
按年度統(tǒng)計(jì)體系工程相關(guān)文獻(xiàn)數(shù)量,如圖1所示。可以看出,國內(nèi)1994年開始出現(xiàn)體系工程相關(guān)文獻(xiàn),與體系工程研究自20世紀(jì)90年代在世界范圍內(nèi)開始興起的時(shí)間基本一致。從文獻(xiàn)數(shù)量上看,體系工程領(lǐng)域的論文在2004年以前數(shù)量很少,年度論文數(shù)量基本呈個(gè)位數(shù),論文的數(shù)量少,統(tǒng)計(jì)特征不明顯;從2005年起,論文發(fā)表量快速增加,說明該領(lǐng)域逐步引起了較多學(xué)者的研究興趣,學(xué)科發(fā)展速度加快。
圖1 發(fā)表文獻(xiàn)量年度分布
關(guān)于2012年數(shù)量有所下降,分析認(rèn)為屬于正常波動(dòng)。類似的波動(dòng)在2000年也出現(xiàn)過。而且,2011年《中國電子科學(xué)研究院學(xué)報(bào)》、《系統(tǒng)仿真學(xué)報(bào)》等雜志臨時(shí)開設(shè)了“體系工程”專題或加大增刊收錄量,屬于偶然性因素,其結(jié)果導(dǎo)致了2011年論文數(shù)量稍高。
普賴斯(Price)認(rèn)為[11],研究論文數(shù)量在時(shí)間上的變化可在一定程度上反映該學(xué)科的研究水平、發(fā)展程度和發(fā)展速度。他對(duì)各種科學(xué)指標(biāo)進(jìn)行了大量統(tǒng)計(jì)分析,依據(jù)科技文獻(xiàn)數(shù)量變化將學(xué)科發(fā)展劃分為四個(gè)階段。第一階段:學(xué)科剛剛誕生,絕對(duì)論文數(shù)量少,增長不穩(wěn)定,難以獲取其論文增長的統(tǒng)計(jì)特征;第二階段:學(xué)科進(jìn)入大發(fā)展階段,專業(yè)理論迅速發(fā)展,論文數(shù)量急劇增長,甚至服從指數(shù)增長;第三階段,學(xué)科理論日趨成熟,論文數(shù)量增長減緩,演變?yōu)榫€性增長,維持穩(wěn)定的文獻(xiàn)增長量;第四階段,理論完備,學(xué)科文獻(xiàn)日趨減少,曲線趨平或者出現(xiàn)不規(guī)則振蕩。
從公開發(fā)表的文獻(xiàn)數(shù)量上看,初步判斷目前體系工程學(xué)科領(lǐng)域總體上處于第二階段,受關(guān)注程度增加。近年增長速度似在放緩,但距離成熟期還比較遠(yuǎn)。
期刊文獻(xiàn)占總文獻(xiàn)數(shù)量的91.8%,本研究重點(diǎn)分析了體系工程領(lǐng)域文獻(xiàn)的期刊分布情況。經(jīng)統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn),國內(nèi)共有121種期刊刊載了相關(guān)文獻(xiàn),平均期刊載文量為3.69,這說明體系工程領(lǐng)域文獻(xiàn)期刊分布離散性強(qiáng),涉及學(xué)科領(lǐng)域廣泛;有68個(gè)載文量為1的期刊,占了期刊總數(shù)的56.2%;載文量排名前十的期刊總發(fā)文量232篇占所有期刊總發(fā)文量的52.0%,表明體系工程領(lǐng)域有影響力的期刊開始初步形成,見表1。
表1 體系工程的核心區(qū)和相關(guān)區(qū)期刊
體系工程領(lǐng)域目前沒有專門的學(xué)術(shù)期刊,文獻(xiàn)分散刊載于軍事科技、水路運(yùn)輸、自動(dòng)化和計(jì)算機(jī)技術(shù)等多個(gè)學(xué)科類別期刊。以載文量排名前十的期刊為例:《系統(tǒng)仿真學(xué)報(bào)》屬于自動(dòng)化、計(jì)算機(jī)技術(shù),《火力與指揮控制》屬于軍事科技,《系統(tǒng)工程理論與實(shí)踐》則屬于自然科學(xué)總論,這充分說明了以傳統(tǒng)學(xué)科期刊分類方法難以判定體系工程這一跨學(xué)科領(lǐng)域的期刊。為此,從文獻(xiàn)計(jì)量學(xué)的布拉德福(Bradford)定律出發(fā),根據(jù)發(fā)文量劃定相應(yīng)期刊在體系工程領(lǐng)域的地位。
布拉德福定律認(rèn)為[12]:如果將科技期刊按其刊載某學(xué)科專業(yè)論文的數(shù)量多少,以遞減順序排列,那么可以把期刊分為專門面對(duì)這個(gè)學(xué)科的核心區(qū)、相關(guān)區(qū)和非相關(guān)區(qū)。各個(gè)區(qū)的文章數(shù)量相等,此時(shí)核心區(qū)、相關(guān)區(qū),非相關(guān)區(qū)期刊數(shù)量成1∶n∶n2的關(guān)系。
依據(jù)布拉德福定律,將搜集的文獻(xiàn)分為159、156和171文獻(xiàn)量大致相等的三個(gè)區(qū),此時(shí)核心區(qū)、相關(guān)區(qū)和非相關(guān)區(qū)的期刊數(shù)量分布為5、20和96,基本符合布拉德福定律的統(tǒng)計(jì)特征。核心區(qū)和相關(guān)區(qū)的期刊見表1。從期刊載文量上看,《裝備學(xué)院學(xué)報(bào)》和《兵工自動(dòng)化》基本相當(dāng),顯示出核心區(qū)和相關(guān)區(qū)的界限實(shí)際上比較模糊。
考慮到期刊本身影響力的差異,以及不同期刊對(duì)文獻(xiàn)質(zhì)量的要求,純粹以載文量對(duì)期刊進(jìn)行排名存在片面性。因此,又引入影響因子(Impact Factor)對(duì)刊載體系工程文獻(xiàn)的期刊進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。體系工程屬于跨學(xué)科研究,文獻(xiàn)在科技類期刊和人文社會(huì)科學(xué)期刊中均有分布,研究中選擇了《中文學(xué)術(shù)期刊影響因子年報(bào)》中以科技類期刊及人文社會(huì)科學(xué)類期刊統(tǒng)計(jì)源文獻(xiàn)為數(shù)據(jù)基礎(chǔ)的綜合影響因子(即“數(shù)量”與“影響因子”之積),作為本研究中使用的期刊影響因子[13,14]。
綜合考慮期刊的影響力和領(lǐng)域發(fā)文量,期刊影響力排名,見表2。體系工程領(lǐng)域影響力較大的期刊為《系統(tǒng)工程與電子技術(shù)》、《系統(tǒng)仿真學(xué)報(bào)》、《兵工自動(dòng)化》、《計(jì)算機(jī)仿真》、《系統(tǒng)工程理論與實(shí)踐》、《裝備學(xué)院學(xué)報(bào)》、《軍事運(yùn)籌與系統(tǒng)工程》和《火力與指揮控制》等13種。
表2 體系工程領(lǐng)域期刊影響力排名
包含機(jī)構(gòu)信息的文獻(xiàn)題錄共464條,按第一作者所屬單位統(tǒng)計(jì)出研究機(jī)構(gòu)共有108家,平均每家4.5篇,發(fā)文7篇以上的機(jī)構(gòu),見表3。國防科技大學(xué)信息系統(tǒng)與管理學(xué)院是唯一達(dá)百篇的機(jī)構(gòu),占文章總數(shù)的21.5%。綜合高產(chǎn)作者情況看,該學(xué)院處于研究領(lǐng)先地位;排名前7的機(jī)構(gòu)發(fā)文數(shù)占發(fā)文總數(shù)的50%,說明這7家研究機(jī)構(gòu)在體系工程研究方面成績較為突出,成果較多;發(fā)文量7篇以上的高產(chǎn)研究機(jī)構(gòu)共14家,發(fā)文數(shù)303,占總數(shù)的62.3%。
表3 高產(chǎn)機(jī)構(gòu)
從研究機(jī)構(gòu)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)看,主導(dǎo)體系工程研究的是具有國防軍工背景的科研機(jī)構(gòu)。高產(chǎn)研究機(jī)構(gòu)中國防軍工背景科研機(jī)構(gòu)發(fā)文285篇,占94.1%,處于絕對(duì)優(yōu)勢地位,說明目前體系工程研究主要集中在武器裝備相關(guān)的需求提出單位、研制生產(chǎn)部門、使用保障與管理機(jī)構(gòu),尚未引起從事傳統(tǒng)意義上系統(tǒng)工程研究的民用科研機(jī)構(gòu)(如中國科學(xué)院、地方高等院校等)的廣泛重視和關(guān)注。普通高校中僅有西北工業(yè)大學(xué)(3篇)、南京郵電大學(xué)(2篇)、中南大學(xué)(2篇)和中國鐵道科學(xué)研究院(2篇)等民用科研機(jī)構(gòu)開始介入該研究領(lǐng)域。
體系工程領(lǐng)域的研究文獻(xiàn)共涉及作者797人(其中第一作者共387人),出現(xiàn)1314次,作者平均發(fā)文數(shù)量0.61,第一作者人均發(fā)文數(shù)量為1.26。與其他學(xué)科相比,說明作者離散度較高。
2.4.1 作者出現(xiàn)次數(shù)
出現(xiàn)次數(shù)最多的作者出現(xiàn)22次,其中出現(xiàn)次數(shù)在6以上的作者,見表4??紤]到文獻(xiàn)的作者署名數(shù)量有多有少,最多的署名7個(gè)作者,僅以作者出現(xiàn)次數(shù)評(píng)價(jià)作者的影響力,雖具相當(dāng)說服力,但也有一定的片面性。
表4 作者出現(xiàn)次數(shù)
2.4.2 第一作者發(fā)文情況
針對(duì)作者和他們所著論文之間的關(guān)系,文獻(xiàn)計(jì)量學(xué)存在洛特卡(Lotka)定律和普賴斯定律等經(jīng)驗(yàn)性規(guī)律,通常以文獻(xiàn)第一作者、年長作者或通訊作者為研究對(duì)象。根據(jù)國內(nèi)實(shí)際情況,本研究選擇第一作者為研究對(duì)象。根據(jù)洛特卡定律,在自然科學(xué)領(lǐng)域,發(fā)表1篇文章的作者數(shù)量約占所有作者數(shù)量的60%,在技術(shù)科學(xué)、社會(huì)科學(xué)和人文科學(xué),多產(chǎn)學(xué)者比例會(huì)降低[15]。體系工程文獻(xiàn)發(fā)表1篇文章的作者數(shù)量為281,占作者總數(shù)的72.6%,高于60%的經(jīng)驗(yàn)值,說明體系工程領(lǐng)域的作者分布更離散,這一現(xiàn)象可能與體系工程屬于新興交叉性技術(shù)領(lǐng)域相關(guān)。
在27個(gè)核心作者中,14個(gè)來自國防科技大學(xué),其中13個(gè)來自該校信息系統(tǒng)與管理學(xué)院,占全部核心作者48.1%,說明該學(xué)院集中了較多該領(lǐng)域研究人員,具有科研群體優(yōu)勢;24個(gè)來自院校,占88.9%。
表5 高產(chǎn)作者
該領(lǐng)域部分著名學(xué)者如胡曉峰、譚躍進(jìn)等人,是兩個(gè)重要機(jī)構(gòu)體系工程研究機(jī)構(gòu)的學(xué)術(shù)帶頭人,雖然團(tuán)隊(duì)發(fā)表文章較多,但由于將第一作者作為研究對(duì)象帶來的局限性,他們在作者排名中并不居前。
2.4.3 作者綜合貢獻(xiàn)度
考慮到以作者出現(xiàn)次數(shù)與第一作者發(fā)文數(shù)量兩種方式在反映作者影響力上都有一定缺陷,為了更科學(xué)地評(píng)價(jià)作者在體系工程領(lǐng)域的影響力,提出了一種作者綜合貢獻(xiàn)度評(píng)價(jià)方式。
該評(píng)價(jià)方法基于以下兩個(gè)基本假設(shè):
(1)在不考慮文獻(xiàn)影響因子等情況下,無論作者多少,每篇文獻(xiàn)對(duì)影響力的貢獻(xiàn)度應(yīng)該相同,假設(shè)為1。
(2)第一作者對(duì)文獻(xiàn)具有較大貢獻(xiàn),其他合作作者貢獻(xiàn)依次遞減,假設(shè)每個(gè)作者是前一作者貢獻(xiàn)度的1/2,這樣可以保證第一作者貢獻(xiàn)度在50%以上。
由此,可推導(dǎo)出有多個(gè)合作作者的文獻(xiàn)中,第(i=1,2,…,n)個(gè)作者的貢獻(xiàn)度計(jì)算公式為
表6 按綜合貢獻(xiàn)度排名的高產(chǎn)作者
可以看出,第一作者發(fā)文數(shù)較多的作者貢獻(xiàn)度仍然相對(duì)較高,譚躍進(jìn)、胡曉峰等人的排名有較大幅度上升,說明除第一作者論文外,還有較多合作論文,所在團(tuán)隊(duì)整體研究水平較高。可以認(rèn)為,作者綜合貢獻(xiàn)度評(píng)價(jià)方法能夠比較全面、綜合、客觀地反映作者在該領(lǐng)域的學(xué)術(shù)貢獻(xiàn)。
基于詞語出現(xiàn)頻次及共現(xiàn)關(guān)系描述特定學(xué)科或領(lǐng)域的研究內(nèi)容和主題分布是文獻(xiàn)計(jì)量學(xué)中比較成熟的方法。無論是文獻(xiàn)數(shù)據(jù)庫賦予文章的主題詞、文章標(biāo)題中的名詞詞組,還是作者自己選擇的關(guān)鍵詞,都從不同側(cè)面反映了文章的重要內(nèi)容。
2.5.1 高頻關(guān)鍵詞
選取每篇文獻(xiàn)的前6個(gè)關(guān)鍵詞構(gòu)成了共有1 028個(gè)關(guān)鍵詞的集合,總頻次為1 980,平均每篇文獻(xiàn)4.07個(gè)。關(guān)鍵詞“武器裝備體系”以壓倒優(yōu)勢占據(jù)首位,幾乎是總頻次第2位關(guān)鍵詞“體系對(duì)抗”的2.5倍。頻次不小于8的關(guān)鍵詞共27個(gè),占關(guān)鍵詞總數(shù)的2.6%,出現(xiàn)頻次占總頻次的32.3%,見表7。
表7 高頻關(guān)鍵詞
在關(guān)鍵詞貢獻(xiàn)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上抽取的5-核子圖,如圖2所示。結(jié)點(diǎn)大小表示關(guān)鍵詞頻次,連接粗細(xì)表示共現(xiàn)頻次??梢园l(fā)現(xiàn)86個(gè)結(jié)點(diǎn)以武器裝備體系為研究核心密切聯(lián)系在一起,形成了目前該領(lǐng)域的核心研究內(nèi)容。
從高頻關(guān)鍵詞可以看出,目前體系工程領(lǐng)域的研究核心為武器裝備體系,目標(biāo)是提高在聯(lián)合作戰(zhàn)條件下的作戰(zhàn)效能和體系對(duì)抗能力,關(guān)注的方面包括效能、結(jié)構(gòu)、能力和需求等,采用的方法包括綜合集成、復(fù)雜適應(yīng)系統(tǒng)理論、復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)、建模仿真和探索性分析等。這與目前的一些綜述性文章結(jié)論基本一致[3,16~18]。
圖2 關(guān)鍵詞共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)5-核子圖
此外,除了軍事領(lǐng)域相關(guān)的關(guān)鍵詞,文獻(xiàn)中也出現(xiàn)了配送體系(3)、智能鐵路(2)、城市軌道交通(1)、政府采購法(1)和突發(fā)環(huán)境事件(1)等其他領(lǐng)域關(guān)鍵詞,說明體系工程應(yīng)用已向其他學(xué)科領(lǐng)域延伸,雖然尚處于起步階段,但可能成為新的研究增長點(diǎn)。預(yù)計(jì)在不遠(yuǎn)的將來,體系工程的交叉學(xué)科特征將表現(xiàn)得更加突出。
2.5.2 關(guān)鍵詞演化
年度關(guān)鍵詞數(shù)量、總頻次及平均頻次變化情況,如圖3所示。關(guān)鍵詞總頻次的年度變化趨勢與文獻(xiàn)數(shù)量的年度變化趨勢基本是一致的,這符合每篇文獻(xiàn)的關(guān)鍵詞數(shù)量維持在較穩(wěn)定水平的客觀事實(shí)。2005年左右關(guān)鍵詞數(shù)量開始出現(xiàn)較大增長,關(guān)鍵詞數(shù)量的逐年增長說明體系工程研究領(lǐng)域的不斷拓寬。2010年以后關(guān)鍵詞數(shù)量增長幅度不明顯,說明研究領(lǐng)域的拓展速度減緩,這可能也是造成近兩年文獻(xiàn)總數(shù)維持在一定水平,而沒有持續(xù)大幅度增長的一個(gè)重要原因。尤其是2012年基本上與上一年度持平,說明研究領(lǐng)域發(fā)展可能遇到了瓶頸,需要通過深化領(lǐng)域研究來產(chǎn)生新的突破。
圖3 關(guān)鍵詞演化
就關(guān)鍵詞平均頻次的變化情況看,在2007年左右達(dá)到峰值,說明研究領(lǐng)域有集中化的趨勢,某些熱點(diǎn)研究可能吸引了較多研究人員參與,結(jié)合同期關(guān)鍵詞數(shù)量的較快增長趨勢,說明在某些熱點(diǎn)研究深化的同時(shí)研究領(lǐng)域也有所拓展,這個(gè)時(shí)期學(xué)科發(fā)展態(tài)勢較好。之后關(guān)鍵詞平均頻次逐年下降,說明研究熱點(diǎn)呈現(xiàn)分散趨勢。
2000年之前的文獻(xiàn)數(shù)量與關(guān)鍵詞數(shù)量較少,缺乏統(tǒng)計(jì)基礎(chǔ),對(duì)2001年以后的關(guān)鍵詞按每兩年間隔統(tǒng)計(jì),見表8。在每年的研究中,“武器裝備體系”關(guān)鍵詞持續(xù)占據(jù)主導(dǎo)地位(絕對(duì)數(shù)量優(yōu)勢,但相對(duì)比例并不是逐年增加)。
表8 年度高頻關(guān)鍵詞
2001~2002年,關(guān)鍵詞圍繞體系對(duì)抗、作戰(zhàn)效能,研究者從遺傳算法、蘭徹斯特方程、數(shù)學(xué)規(guī)劃、系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)和全壽命分析等經(jīng)典系統(tǒng)工程方法等入手開展工作,在深度和廣度上研究都有待加強(qiáng)。
2003~2004年,領(lǐng)域研究的語義內(nèi)容進(jìn)一步豐富,信息化戰(zhàn)爭、聯(lián)合作戰(zhàn)、武器裝備發(fā)展和航天裝備等關(guān)鍵詞開始出現(xiàn)。
2005~2006年,高頻關(guān)鍵詞的頻次開始提升,關(guān)鍵詞持續(xù)增加,表明面向信息化戰(zhàn)爭作戰(zhàn)需求,以武器裝備體系和體系對(duì)抗為核心內(nèi)容的基礎(chǔ)之上,作戰(zhàn)效能、效能評(píng)估和仿真模型等成為這兩年研究的重要內(nèi)容。
2007~2008年,高頻關(guān)鍵詞的頻次持續(xù)提升,關(guān)鍵詞維持較大幅度增長,研究內(nèi)容繼續(xù)豐富。在效能評(píng)估、建模、仿真等進(jìn)一步深化的同時(shí),引入統(tǒng)一建模語言、智能體、探索性分析等手段開展多種渠道的體系對(duì)抗仿真、體系優(yōu)化等工作,并向多個(gè)關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域拓展,并且“體系”作為一個(gè)獨(dú)立關(guān)鍵詞開始維持在較高頻次。
2009~2010年,關(guān)鍵詞持續(xù)增長,體系對(duì)抗、建模、仿真、效能評(píng)估等仍是研究的重點(diǎn)內(nèi)容,體系結(jié)構(gòu)描述、作戰(zhàn)能力等關(guān)鍵詞受到較大幅度關(guān)注。
2011~2012年,“體系”與“體系工程”都成為主要的高頻關(guān)鍵詞,國內(nèi)該領(lǐng)域研究的核心仍為武器裝備體系,核心內(nèi)容包括體系對(duì)抗、體系結(jié)構(gòu)、需求分析、效能、建模、仿真等,復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)、探索性分析等方法受到廣泛運(yùn)用。
基于國內(nèi)武器裝備體系領(lǐng)域研究的期刊和會(huì)議文獻(xiàn)題錄數(shù)據(jù),采用文獻(xiàn)計(jì)量方法,對(duì)該領(lǐng)域研究的年度發(fā)展、學(xué)者、核心學(xué)者、高產(chǎn)機(jī)構(gòu)、期刊分布、研究內(nèi)容等進(jìn)行了分析,發(fā)現(xiàn)的主要結(jié)論包括以下6點(diǎn)。
(1)關(guān)于體系工程發(fā)展階段的判斷。一般認(rèn)為[19],國外體系工程研究自20世紀(jì)90年代始,2003年后迎來較快發(fā)展。通過對(duì)國內(nèi)年度統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)分析表明,國內(nèi)1994年開始出現(xiàn)體系工程文獻(xiàn),2005年開始進(jìn)入快速增長期。國內(nèi)前期主要以跟蹤國外研究為主,發(fā)展?fàn)顟B(tài)略微滯后于國外,基本符合一般學(xué)科發(fā)展規(guī)律。
(2)關(guān)于體系工程學(xué)術(shù)期刊。從期刊分布情況看,國內(nèi)體系工程領(lǐng)域研究屬于跨學(xué)科研究,并沒有專門的學(xué)科領(lǐng)域期刊,涉及期刊類別多、數(shù)量多。除系統(tǒng)工程學(xué)科方面的期刊外,軍事科技、計(jì)算機(jī)技術(shù)和大學(xué)學(xué)報(bào)等類別均有期刊刊載相關(guān)文獻(xiàn)。綜合考慮當(dāng)前載文量和期刊影響力,《系統(tǒng)工程與電子技術(shù)》、《系統(tǒng)仿真學(xué)報(bào)》、《兵工自動(dòng)化》、《計(jì)算機(jī)仿真》、《系統(tǒng)工程理論與實(shí)踐》、《裝備學(xué)院學(xué)報(bào)》、《火力與指揮控制》和《軍事運(yùn)籌與系統(tǒng)工程》等雜志是目前體系工程領(lǐng)域較有影響力的期刊。但是,缺乏專門期刊的情況可能造成不同領(lǐng)域?qū)<以隗w系工程交流方面存在一定的“陣地”障礙。
(3)關(guān)于體系工程研究的主體力量。從機(jī)構(gòu)研究情況看,國內(nèi)體系工程領(lǐng)域的研究機(jī)構(gòu)大致形成了三個(gè)梯隊(duì)。其中最重要的研究機(jī)構(gòu)是國防科技大學(xué)和國防大學(xué),這兩家單位在體系工程領(lǐng)域具有明顯優(yōu)勢,成果數(shù)量多。其次是北京系統(tǒng)工程研究所、裝備學(xué)院、裝甲兵工程學(xué)院為代表的高產(chǎn)研究機(jī)構(gòu),各科研機(jī)構(gòu)所開展工作的側(cè)重點(diǎn)有所不同。第三梯隊(duì)涉及單位較多,平均發(fā)文量很少,研究方向較為分散。總的來看,目前具有國防軍工背景的研究機(jī)構(gòu)是國內(nèi)體系工程研究的主體,開展相關(guān)研究的普通高等院校尚處于起步階段。
(4)關(guān)于體系工程研究的核心作者。從作者發(fā)文量來看,第一作者發(fā)文量并不高,發(fā)表3篇以上的作者已經(jīng)是該領(lǐng)域研究的核心作者。該領(lǐng)域研究的核心作者為卜廣志、譚躍進(jìn)、胡曉峰、張明智、游光榮、沈如松、荊濤、魯延京、趙青松、陳英武、金偉新等人。高產(chǎn)作者和主要研究機(jī)構(gòu)之間表現(xiàn)出顯著的相關(guān)性,國防科技大學(xué)信息系統(tǒng)與管理學(xué)院成為高產(chǎn)作者最多的研究機(jī)構(gòu)。
(5)關(guān)于體系工程研究的主導(dǎo)領(lǐng)域。從研究領(lǐng)域看,經(jīng)過十幾年的發(fā)展,目前體系工程領(lǐng)域的研究核心為武器裝備體系,形成了穩(wěn)定的研究機(jī)構(gòu)和較多研究成果,目標(biāo)是提高在聯(lián)合作戰(zhàn)條件下的作戰(zhàn)效能和體系對(duì)抗能力,形成了包括體系對(duì)抗、體系演化、體系仿真、需求分析等在內(nèi)的相對(duì)穩(wěn)定的研究子領(lǐng)域,采用的方法包括綜合集成、復(fù)雜適應(yīng)系統(tǒng)理論、復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)、建模仿真、探索性分析等,是國內(nèi)體系工程研究領(lǐng)域的主體。航空航天領(lǐng)域和艦船等領(lǐng)域中的體系工程領(lǐng)域研究日益增多,智能運(yùn)輸、應(yīng)急管理和社會(huì)科學(xué)領(lǐng)域中的研究則剛剛起步。
(6)關(guān)于體系工程研究的突破點(diǎn)。從學(xué)科發(fā)展階段看,年度文獻(xiàn)數(shù)量顯示目前國內(nèi)體系工程研究總體上進(jìn)入了快速發(fā)展的第二階段,但是綜合關(guān)鍵詞演化分析,可以判斷僅僅是武器裝備體系為代表的軍事領(lǐng)域體系工程研究進(jìn)入了第二階段,國內(nèi)智能運(yùn)輸、應(yīng)急管理和社會(huì)科學(xué)等其他領(lǐng)域中的體系工程研究剛剛步入第一階段。而且,近3年體系工程文獻(xiàn)增速減緩,綜合本文對(duì)機(jī)構(gòu)研究、研究領(lǐng)域分析等結(jié)論,發(fā)現(xiàn)原因可能存在于兩個(gè)方面:一是體系工程研究與應(yīng)用目前主要集中在軍事領(lǐng)域,參研單位以固定的幾個(gè)國防軍工背景科研機(jī)構(gòu)為主,向其他領(lǐng)域的延伸才剛剛開始,參研機(jī)構(gòu)與人員的規(guī)模受限;二是體系工程研究雖然逐步受到學(xué)者關(guān)注,但是從關(guān)鍵詞增加的幅度與演化規(guī)律上看,近期研究領(lǐng)域缺乏新的拓展、方法上亟需新的突破,從而產(chǎn)生新的增長點(diǎn)。從發(fā)展基礎(chǔ)上看,武器裝備體系相關(guān)研究機(jī)構(gòu)應(yīng)擔(dān)負(fù)尋找體系工程研究突破點(diǎn)的重任。
(1)拓展軍事領(lǐng)域體系工程的研究
目前武器裝備體系是國內(nèi)體系工程方面研究最深入的方向,應(yīng)該持續(xù)深入建模仿真和體系結(jié)構(gòu)描述等理論研究,豐富武器裝備體系能力評(píng)估、作戰(zhàn)效能和效費(fèi)分析等多個(gè)應(yīng)用子領(lǐng)域,以深化研究為基礎(chǔ)尋求方法論上的突破,帶動(dòng)整個(gè)體系工程學(xué)科的持續(xù)發(fā)展。
(2)吸引更多相關(guān)科研機(jī)構(gòu)開展體系工程研究
經(jīng)分析表明,軍工科研生產(chǎn)機(jī)構(gòu)(以航天、航空、兵器、核、船舶、電子信息領(lǐng)域的軍工集團(tuán)及其所屬單位為代表)已經(jīng)開始從事開展武器裝備體系方面的研究。著眼體系工程的長遠(yuǎn)發(fā)展,應(yīng)該促進(jìn)更多學(xué)術(shù)團(tuán)體了解體系工程研究,吸引國內(nèi)具備傳統(tǒng)系統(tǒng)工程研究基礎(chǔ)的民用教學(xué)科研機(jī)構(gòu)參與,增加從事體系工程研究的科研人員。
(3)拓展體系工程研究的分支領(lǐng)域
從國外研究看,體系工程在航空航天、交通運(yùn)輸、醫(yī)療衛(wèi)生等領(lǐng)域都有應(yīng)用,多個(gè)領(lǐng)域應(yīng)用的開展促進(jìn)了體系工程學(xué)科的穩(wěn)步發(fā)展。國內(nèi)除軍事領(lǐng)域外,其他領(lǐng)域體系工程的研究剛剛起步。從整個(gè)學(xué)科長期發(fā)展角度看,應(yīng)該做好引導(dǎo)與推動(dòng),促進(jìn)體系工程理論與方法在多個(gè)分支領(lǐng)域開展應(yīng)用與研究。可以預(yù)見,作為一門綜合性工程技術(shù)學(xué)科,體系工程研究分支領(lǐng)域的拓展,必將為學(xué)科發(fā)展提供新的增長點(diǎn),研究成果出現(xiàn)爆發(fā)式增長。
(4)重視體系工程基礎(chǔ)理論研究
從一般學(xué)科發(fā)展規(guī)律看,應(yīng)用領(lǐng)域拓展與關(guān)鍵理論突破是獲取新增長點(diǎn)的兩個(gè)主要途徑。新方法、新技術(shù)手段的出現(xiàn),必將帶動(dòng)一大批后續(xù)研究成果的出現(xiàn)。體系工程學(xué)科的發(fā)展,需要能夠解決體系問題的專門方法,而不僅僅是依靠傳統(tǒng)的系統(tǒng)工程視角來看待問題。同時(shí),作為工程性技術(shù)學(xué)科的特殊性,又要求以明確的現(xiàn)實(shí)問題為牽引,通過大量的工程實(shí)踐來促進(jìn)基礎(chǔ)理論的實(shí)用化,并促使新的方法、手段出現(xiàn)。
(5)以多種手段促進(jìn)體系工程的合作研究與學(xué)術(shù)交流
在合作研究方面,除了直接通過學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)的科研項(xiàng)目合作外,訪問學(xué)者、研究生聯(lián)合培養(yǎng)等都是常用的合作模式。學(xué)術(shù)交流通常依賴于定期的學(xué)術(shù)年會(huì)、專門的領(lǐng)域期刊以及不定期的小范圍會(huì)議交流。對(duì)于體系工程學(xué)科來說,一方面可以著手?jǐn)U大全軍武器裝備體系研究學(xué)術(shù)研討會(huì)等專業(yè)年會(huì)的影響力,另一方面也應(yīng)該適時(shí)組建專門的體系工程學(xué)術(shù)期刊,這有利于減少不同學(xué)科領(lǐng)域?qū)<抑g交流的障礙。
(6)促進(jìn)體系工程研究的國際交流
一方面,應(yīng)當(dāng)積極吸納借鑒國外學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)的研究成果,把握學(xué)科發(fā)展趨勢,學(xué)習(xí)新的理論方法和技術(shù)手段,拓展分支研究領(lǐng)域;另一方面,應(yīng)當(dāng)積極推廣國內(nèi)學(xué)術(shù)領(lǐng)先機(jī)構(gòu)的研究成果,擴(kuò)大國內(nèi)機(jī)構(gòu)在國際體系工程領(lǐng)域的影響力。
采用文獻(xiàn)計(jì)量學(xué)方法,對(duì)國內(nèi)體系工程領(lǐng)域公開發(fā)表的文獻(xiàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析,并在此基礎(chǔ)上結(jié)合體系工程領(lǐng)域研究的專業(yè)知識(shí),綜合分析了國內(nèi)體系工程領(lǐng)域研究態(tài)勢,形成了比較完整的國內(nèi)體系工程領(lǐng)域知識(shí)圖譜,并且對(duì)國內(nèi)體系工程學(xué)科領(lǐng)域發(fā)展提出了建議。本研究目前主要針對(duì)在國內(nèi)研究,下一步將針對(duì)體系工程的國際發(fā)展態(tài)勢、機(jī)構(gòu)與作者間的合作關(guān)系、各機(jī)構(gòu)研究的側(cè)重點(diǎn)等開展進(jìn)一步的分析,通過國內(nèi)外研究的對(duì)比,并結(jié)合一般學(xué)科的發(fā)揮規(guī)律,更全面地了解體系工程的現(xiàn)狀與未來發(fā)展趨勢。作者相信,這些研究將有助于促進(jìn)國內(nèi)體系工程研究水平的提高和相關(guān)學(xué)科的發(fā)展。
[1]EISNER,H.MERCINIAK,J.MCMILLAN,R.Computeraided System of Systems Engineering[C].Systems,Man,and Cybernetics,1991 IEEE International Conference on Decision Aiding for Complex Systems.1991:531-537.
[2]陳英武,姜江.關(guān)于體系及體系工程[C]//中國系統(tǒng)工程學(xué)會(huì)第十五屆年會(huì),中國江西南昌.2008:148-154.
[3]胡曉峰,張斌.體系復(fù)雜性與體系工程[J].中國電子科學(xué)研究院學(xué)報(bào).2011,6(5):446-450.
[4]游光榮,張英朝.關(guān)于體系與體系工程的若干認(rèn)識(shí)和思考[J].軍事運(yùn)籌與系統(tǒng)工程.2010,24(2):13-20.
[5]邱均平.文獻(xiàn)計(jì)量內(nèi)容分析法[M].北京:北京圖書館出版社,2008.
[6]WHITE HH,MCCAIN KW.Visualizing a Discipline:an Author Co-citation Analysis of Information Science[J].Journal of the American Society for Information Science.1998,49(4):327-355.
[7]GRAUWIN S,BESLON G,F(xiàn)LEURY E,et al.Complex Systems Science:Dreams of Universality,Interdisciplinarity Reality[J].Journal of the American Society for Information Science and Technology.2012,63(7):1 327-1 338.
[8]郭鵬,王敏,賈穎穎.基于SoS理論的城市群體性事件預(yù)警體系及其對(duì)策[J].科技管理研究.2012(11):230-233.
[9]劉世勇,黃玉農(nóng),鄭駿川.體系工程概念在中國應(yīng)急管理中的應(yīng)用[C]//第五屆(2010)中國管理學(xué)會(huì)年會(huì),中國遼寧大連.2010:3-12.
[10]郭歌.智能鐵路體系結(jié)構(gòu)建模與分析技術(shù)的研究[D].北京:中國鐵道科學(xué)研究院.2011.
[11]PRICE D D S.Little Science,Big Science[M].New York:Columbia University Press.1963.
[12]HESS D J.Science Studies:An Advanced Introduction[M].New York:New York University Press,2012.
[13]周冰清.中文學(xué)術(shù)期刊評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的優(yōu)化研究[D].南京:南京大學(xué).2011.
[14]中國科學(xué)文獻(xiàn)計(jì)量評(píng)價(jià)中心.中國學(xué)術(shù)期刊影響因子年報(bào)(自然科學(xué)與工程技術(shù)(2012版)[J].中華疾病控制雜志.2013,17(2):136.
[15]LOTKA A J.The Frequency Distribution of Scientific Productivity[J].Journal of the Washington Academy of Sciences.1926,16(12):317-323.
[16]游光榮.關(guān)于武器裝備體系研究[J].軍事運(yùn)籌與系統(tǒng)工程.2010,24(4):15-22.
[17]譚躍進(jìn),趙青松.體系工程的研究與發(fā)展[J].中國電子科學(xué)研究院學(xué)報(bào).2011,6(5):441-445.
[18]張維明,修保新.體系工程問題研究[J].中國電子科學(xué)研究院學(xué)報(bào).2011,6(5):451-456.
[19]JAMSHIDI,M.System of Systems Engineering:Innovations for the 21st Century[M].New York,USA:John Wiley& Sons.2009.