2023年智能调度的研究现状及前沿.doc

智能调度的研究现状及前沿智能调度的研究现状及前沿 王婷 卫少鹏 周彤 摘要：在“中国制造 2025”和“互联网+”等政策的驱动下，智能制造成为我国制造业转型升级的目标，智能调度作为智能制造的重要依托技术，日益受到制造企业和相关学者的关注。为整体把握智能调度的发展脉络，以 CNKI 数据库中 20092019 年的 3031 篇有效文献为研究对象，使用 CiteSpace 软件对样本文献进行可视化分析，探究该领域的文献特点、发展趋势和前沿热点。研究结果表明，“主动生产调度”、“动态调度”和“分布式协同调度”是智能调度领域当前的三大热点问题。关键词：智能调度;前沿热点;主动调度;动态调度;分布式协同调度 中图分类号：F273 文献标识码：A 0 引育 制造业对国家经济发展至关重要，随着云计算、人工智能、大数据等新兴技术和传统制造业的深度融合，智能制造成为当前世界发展的主题和趋势。我国在智能制造领域起步相对较晚，为了实现后发赶超，提出“中国制造 2025”发展战略。智能调度作为智能制造的重要依托技术，具有自组织、自适应、实时交互等特征，能够极大提高企业的生产效益。进入 21 世纪，各种智能算法在生产调度中得到了越来越多的应用，理论研究也取得了较多的成果。在不同时期，研究智能调度领域的综述类文章都有很多，然而缺少以文献计量法为研究方法的文献综述。为了更好地把握智能调度的发展现状和前沿热点，本文基于 CNKI数据库，使用 CiteSpace 软件，首先对智能调度样本文献绘制知识图谱，然后对作者、关键词、突现词等做聚类分析，最后得出当前智能调度的研究现状及前沿。1 数据与方法 1.1 數据来源。本文以中国知网为数据来源，使用高级检索，主题词用“智能调度”或者“智能制造”，时间设定为从 2009-2019 年。剔除不相关和无效论文，如新闻报道、书评等，剩下 3031 篇有效样本文献。1.2 研究方法。本文利用 CiteSpace 软件，采用知识图谱技术对样本文献进行可视化分析。使用近 10 年 CNKI 数据库收录的有关智能调度的期刊文献，分析其文献特点、文献的发展走势以及当前的研究热点。其中，在描述智能调度的发展现状时，运用统计方法的思想，对智能调度的作者影响力指数、作者合作共现网络、关键词聚类等内容，以计量的方式直观展现智能调度当前的发展现状。在研究智能调度近 10 年的热点问题时，利用 CiteSpace 软件绘制突现词和关键词图谱等方式，分析得出智能调度领域的现状和前沿热点。2 文献特征分析 2.1 智能调度研究发文量统计。根据普赖斯定律，在一段时间内，文献数量的增长是具有一定的规律，前期文献计量的波动会比较大，后期会出现爆炸式的指数增长情况。按照年份的先后顺序对得到的 3031 篇论文进行统计，得到智能调度领域的年发文量以及累计量的变化情况，如图 1 所示。由图 1 可知，该领域年发文量变化规律是先增加后减少的变化规律。从 2009 年的 147 篇到 2014年的 370 篇，平均每年发文 277 篇，之后发文量逐渐下降，直到 2018 年，发文量为 299 篇。通过对数据分析拟合，得到年发文量的指数函数为 R2=0.995，说明年发文量呈线性变化。2016 年起，每年累计发文量的实际值与理论值之间的距离开始逐年增大，说明我国智能调度研究从 2016 年逐步进入成熟期。2.2 研究主体分析。核心作者的研究是推动理论发展与创新的主要力量，通过应用百度学术数据库了解到样本文献中全部作者综合的科研状况，比如：G 指数、H 指数、所在机构、发文量等。在各项指标中，以 G 指数为主要代表因素对所有作者进行排序，得到智能调度领域最有影响力的 11 位作者，如表 1 所示：为了探明作者之间相互联系的情况，使用 CiteSpace 软件绘制作者合作关系图谱，图谱中以作者为顶点，线条表示作者之间的联系，进而形成复杂的网络图谱，节点的大小表示作者的影响力，连线的数量表示作者合作发文的数量。如图 2 所示，影响力越大、发文量越多的作者，网络特征越明显，同时也说明了该研究领域已经形成很多科研团队。智能调度领域的作者合作比较集中，说明该领域的发展已经相对成熟，首先是以四川大学刘俊勇为首，徐晓锋、魏震波、金勇形成的师生传承型科研团队;第二个是以刘涛、张勇、高宗和、米为民四人为核心的复杂庞大的交叉型研究团队;还有以高明为代表的四人团队，研究成果也很突出。该网络整体连接度较高，该领域作者之间的研究合作度较高，为学科在智能调度领域的发展创造了良好的条件。2.3 智能调度高被引文献分析。一般来说，文献被引次数和文献的价值呈正相关关系。根据论文的被引频次，对智能调度领域 TOP20 的高被引论文排序，如表 2 所示：在这些文献里，陈树勇（2009）表述了智能电网的内涵和特点，指出了智能电网一些领域的关键技术问题;徐俊刚（2004）分析了经典调度领域里理论和实践差异，提出了基于 MAS 理论的实时调度的研究方向;潘全科（2003）以多目标作业调度优化为研究对象，提出一种启发式算法，解决了多目标生产活动调度问题;陆化普（2014）在分析城市智能交通系统的基础上，指出必须着重发展四个方面：“硬件”、“软件”、“建设”、“使用”;姚建国（2009）以调度自动化系统为研究对象，分析得出“数字化”、“集成化”、“市场化”、“智能化”是未来的研究方向;汪际峰（2012）从节能和安全的角度出发，基于网络技术和智能控制技术，提高了配电网智能化水平和供电可靠性嘲。综上，可以看出智能制造，尤其是智能调度在社会的各个层面都已经有所应用，涉及到城市建设、电网调度、工厂制造、智能交通，等等。智能调度是社会发展的必然结果，将会在未来的生产制造中发挥关键性的作用。3 智能调度的演化趋势以及研究热点分析 利用 CiteSpace 对智能调度进行关键词聚类，处理结果如图 3 所示。从图 3 中明显看到两个大的分支：“智能调度”和“智能电网”，两者是智能调度领域最核心的研究。还有“遗传算法”、“生产调度”、“电网调度”等都具有比较强的影响力。