笔记：Bibliometric Analysis of Model-Based Systems Engineering:Past, Current, and Future

Bibliometric Analysis of Model-Based Systems Engineering: Past, Current, and Future

Abstraction

Model-based systems engineering (MBSE) is considered an important approach for understanding multidomain fields and is widely used in complex systems such as aerospace. In this article, a detailed survey ofMBSE literature was conducted from its commencement to the present trends through bibliometric analysis.
Some bibliometric tools were used to implement a visual network analysis of MBSE-related manuscripts. The results of the bibliometric study revealed the interrelationship and distribution of researchers in multidomain fields. The authorized sources ofMBSE papers were also assorted. The current practices of MBSE were analyzed. The future directions for MBSE based on the current practices were discussed. We found that MBSE’s research has been conducted by many research teams with distinctive characteristics, and the top publishing sources in this field have emerged. Research on MBSE focuses on system engineering, languages, system of systems, and digitalization. The development of new technologies such as next-generation modeling languages is improving current practical problems. The findings of this study may help researchers gain a faster and more comprehensive understanding of the current and future developments in MBSE.

MBSE时间线

INCOSE在2006年的系统工程2020一文中提到的MBSE的定义是：

Model-based systems engineering is the formalized application of modeling to support system requirements, design, analysis, and V&V activities beginning in the conceptual design phase and continuing throughout development and later lifecycle phases.

本文面向的三个问题：

建模语言的升级是否和MBSE有关？建模语言升级的方向是什么？建模语言仍然占据了图11中的当前研究阶段，以SYSML为代表。该语言的未来方向是建立与语义建模相关的功能。
数字工程、数字孪生和人工智能的概念和MBSE的关系？图8-11均表明这些新概念已经作为独立的研究集群存在。此外，图11还显示，在此阶段，数字双胞胎和区块链代表的新概念已成为研究的热门话题。结合图8中的关键字连接，这些新的数字化概念与MBSE的建模和模拟有关。它在系统模型的构建和权威性真实来源中起着重要作用。
MBSE的应用领域仍在航空航天中吗？在表V中，我们可以看到MBSE应用程序已经开始扩展，涉及电动汽车和智能电网等复杂系统。

学者团队分布

学者团队发文量

22个团队通过广泛的跨阵容合作建立了联系，这在图4中构成了多数。团队之间的关联以红色标记，并且至少出现了35个不同的关联。此外，黑色圆圈中的团队表明它与圈子外的作者几乎没有联系。尽管有27支球队与最大的合行集团（多数）没有联系，但五支大型团队拥有7个以上的成员，这比大多数球队的数量还多。这表明MBSE产生了不同的研究特征，归于研究团队，这又意味着在MBSE社区中至少认可了10种技术。因此，MBSE处于显着的扩展阶段。最大的研究团队是由Vogel-Heuser代表的研究团队，该团队不仅拥有第二大小组基础（有22个核心成员），而且还与九个研究团队合作。

为了评估每个研究团队的活动，我们构建了所有团队发行的年度出版物的统计数据。由于团队的区别特征是合行，因此同时计算团队所有成员的年度出版物将导致严重的重复。为了避免数据重复，我们认为每个集群中出版物数量最多的作者是计算每年出版物数量的代表。图5说明了10位代表作者的年度出版物，在图4中的49个集群中，代表中的出版物数量最多。图5中的点（值）的大小（值）是指作者一年中的出版物数量。就出版物的平均数量而言，这些主要研究团队随着时间的推移增加了产量，这与总体结果一致。Dori在整个2008年至2022年的整个期间都持续了产出。尽管Choley和Vogel在TP方面排名前两名，但它们的出版物主要是2014年及以后的。 Lu和Albers从近年来发表的研究中推断出，过去三年发表的论文数量最多，这表明他们的研究可能与MBSE的下一代技术有关。此外，这些研究人员专注于数字双胞胎，机电系统设计，本体论，工业4.0等。

对于地理分析，我们使用Vosviewer收集出版物的地理信息。作者的地理位置是根据机构或组织的位置而不是其国籍来计算的。图6提出了结果。大多数MBSE研究人员来自美国（25.1％），其次是德国（14.2％），法国（9.0％）和中国（8.0％）。美国，欧洲和中国的研究人员占研究人员总数的80％，这些地区也是航空航天行业快速发展的地区，NASA，ESA和中国航空航天科学技术公司（CASC）等机构。以欧洲太空研究与技术中心（ESTEC）所在的荷兰为例，我们从该国收集的10份出版物是由ESA或ESTEC的研究人员撰写的。此外，我们发现MBSE软件公司还推动了区域MBSE研究。该设施的研究人员撰写了一个名为No Magic（Kaunas，立陶宛）的软件开发设施，来自立陶宛的22个出版物中的7个是欧盟（Kaunas）。

MBSE出版物目前在包括期刊，会议和书籍在内的一千多个来源发表。根据对Vosviewer的引文分析，本研究检查了这些来源之间引文连接的数量和强度。总的来说，出版物来自系统工程，仿真，制造，航空，计算机科学和技术等的来源。图7的左侧显示了完整的源分析结果，以做出整体判断。

为了更清晰地描绘出值得注意的来源，每个来源的最低出版物门槛设置为17，这意味着只有达到阈值的来源才会出现在网络上。在1174个来源中，有45（3.8％）达到了约束。这45个来源生产的出版物数量占所有出版物的51.6％。所有这些来源由于相互引用而相互联系，并且没有独立的来源。图7说明了右侧45个来源的引文网络。网络中的每个节点代表一个不同的来源，其大小代表出版物的数量。调色板代表了源的平均引用数量。

根据引文分析的规则，两个节点之间的联系表明它们具有“相互引用”或相互引文关系。每个链接的强度表示这种关系的数量。因此，节点的总强度越高，该节点与其他节点之间的关系越强，这表示节点的重要性。系统工程与大多数来源的联系，并且在294的强度上具有最高的强度，这表明其可识别性很高。第二个梯队由四个来源：Procedia计算机科学，系统，IEEE航空航天会议，IEEE Systems Journal组成，每个杂志的强度超过80。

论文引用量排名
论文发文量排名

为了提供图7的详细分析，表I和II列出了10个来源，以总引用（TC）和总出版物（TP）排名。 INCOSE在TP和TC中均排名前2名，证明它是MBSE中重要的出版物。七个来源同时出现在TC和TP排名的前10名中。系统工程仅发表了113项研究，并收到了1257次引用。此外，《 IEEE系统杂志》已获得441次引用，其中有43篇出版物，这证明了其内容的高质量。 IEEE关于工业信息学的交易被高度引用，值得研究人员的注意，尽管到目前为止已经发表了少量与MBSE相关的出版物。国际宇航大会（IAC）的TP较高，TC明显较低，这意味着IAC中发表的论文的引用往往比表II中列出的其他来源少。除了表I和II中排名前10的TP/TC源外，图7中还可以找到一些较低但值得注意的来源。

十个最高引文章

表III列出了最引用的十大MBSE出版物，这些出版物主要来自期刊。除非三本书，否则所有这些出版物都是研究和审查文章。十个最引用的文章反映了MBSE的当前趋势，并以1：5：4的比率对应于II节的三个阶段。在技术触发阶段，研究人员更关心概念的定义，但是这些研究并没有吸引更多的研究人员。在膨胀的期望和幻灭阶段的潮流中，MBSE开始朝着应用实践迈进，这也吸引了更多的研究人员。当前的亮相阶段，研究人员开始与新技术（例如数字双胞胎）结合使用MBSE，也吸引了最多的研究。有496篇引文，引用最多的文章发表在2019年的IEEE工业信息学交易（Tao F.等）中。

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