金屬增材制造技術研究熱點分析

豐洪微，范哲超

（內蒙古機電職業技術學院，內蒙古 呼和浩特 010070）

1 材料和方法

為獲得領域高代表性文獻，2019年9月17日，在CNKI數據庫中，選擇“期刊檢索”方式，以“SU=(增材制造+激光增材制造)”為檢索式，即以“增材制造”、“激光增材制造”為主題檢索詞進行模糊檢索，期刊來源選擇“SCI來源期刊”、“EI來源期刊”和“核心期刊”，檢索年限不作限制[1]。為方便工具識別，以“Refworks”格式導出符合標準的文獻，通過對初步檢索出的文獻進行統計歸納，納入文獻類型期刊(CNKI)的文獻摘要，剔除掉重復文獻。最后篩選出數據庫有效文獻737篇。

CiteSpace是美國德雷賽爾大學（大連理工大學）陳超美教授研發的信息可視化軟件，可針對多元化文獻特征（關鍵詞、作者、被引文獻、期刊等）逐一分析，并以動態知識圖譜的可視化形式展現出來[2]。CiteSpace構建出的關鍵詞聚類圖譜、時區分布圖譜、作者合著網絡以及同被引網絡，能夠有效揭示研究領域的整體狀態，前沿熱點以及隨著時間發展主題的演變態勢。本研究使用的CiteSpace版本是CiteSpace5.5。

Ucinet是一種社會網絡分析軟件，能夠以可視化網絡的形式展示網絡中各個節點之間的復雜關系。Ucinet在界面上集成了Netdraw、Pajek等軟件功能，可以度量多種網絡指標，并將其以網絡形式直觀表示。本研究用Ucinet6.0將關鍵詞共現矩陣轉換為關鍵詞共現網絡，進行可視化描繪和中心性分析[3]。

2 結果與分析

2.1 關鍵詞分析

統計各關鍵詞的詞頻后，考慮低頻次關鍵詞的低影響力和高干擾性，擬選取高頻關鍵詞閾值對關鍵詞進行篩選。觀察關鍵詞累積頻次的分布規律（見圖1），圖的橫坐標為關鍵詞頻次，縱坐標為關鍵詞累積頻率。國內研究關鍵詞在詞頻為5時曲線發生突變，關鍵詞累積頻率達到97.59%，因此將出現頻次≥5定義為高頻關鍵詞，共得到63個高頻關鍵詞（如表1所示）。高頻關鍵詞頻次總和為1232，占所有關鍵詞頻次總和的33.87%，反應出選取的高頻關鍵詞具有代表性。

圖1 關鍵詞累積頻率曲線

表1 增材制造研究高頻關鍵詞

2.2 共現網絡分析

為進一步描述高頻關鍵詞間的親疏關系，構建高頻關鍵詞共現矩陣，矩陣中的元素為對應行列關鍵詞在文獻集中的共現次數。

以此共現矩陣為鄰接矩陣，導入Ucinet6.0中構造國內外高頻關鍵詞共現網絡（如圖2所示），網絡中節點的大小與點度中心性成正比，連接與共現頻次成正比。國內共詞網絡包括63個關鍵詞節點，276對關系，網絡密度為0.14，網絡的拓撲結構較為松散。

表2為增材制造研究關鍵詞共現網絡中心性排名前10的節點列表。不難發現，點度中心度和中介中心度高的節點交叉重復，如“增材制造”、“激光技術”、“3d打印”、“顯微組織”、“激光選區熔化”、“鈦合金”等核心概念頻繁出現，并在網絡中起著中介橋接作用，對其他關鍵詞節點具有強控制力。接近中心度則反映了某一節點與其他節點的接近程度，當該節點越是接近其他節點，則在傳播信息的過程中越是獨立。“電弧增材制造”、“金屬增材制造”、“熔融沉積”、“納米顆粒”、“拓撲優化”和“智能制造”等關鍵詞節點接近中心度高，表明此節點與網絡其他成員“距離”短，可達性高，應用場景多。結合共現網絡，不難發現，增材制造應用渠道更加多元化，吸納了3d打印、數值模擬、鈦合金等多項技術方法。

圖2 金屬增材制造高頻關鍵詞共現網絡

表2 高頻關鍵詞中心度top10節點

3 結論

本文基于Citespace和Ucinet采用詞頻統計、共現分析、網絡分析等多種文獻計量學方法，對CNKI數據庫中收錄的金屬增材制造類核心期刊從關鍵詞角度進行了整體描繪。

通過生成關鍵詞共現網絡對關鍵詞節點的中心性進行排名，刻畫核心概念的分布，探測重點關注主題，揭示本領域演進脈絡與動態變化趨勢。