【摘要】：2011年美國(guó)奧巴馬總統(tǒng)提出的材料基因組計(jì)劃(MGI),旨在以比原先至少快兩倍的速度開(kāi)發(fā)和制造先進(jìn)材料,且成本僅為原先的幾分之一,這促使了材料信息學(xué)的快速發(fā)展。材料信息學(xué)是信息學(xué)技術(shù)在材料學(xué)中的應(yīng)用,通過(guò)建設(shè)材料信息數(shù)據(jù)庫(kù)、集成材料研究設(shè)計(jì)平臺(tái)和材料數(shù)據(jù)挖掘方法對(duì)材料大數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和預(yù)測(cè),快速發(fā)現(xiàn)決定材料性能的"基因",也就是材料成分-工藝-組織-性能之間的定量關(guān)系,可以有效地加快材料研發(fā)設(shè)計(jì)。介紹了材料信息學(xué)的基本概念和主要研究領(lǐng)域,描述了材料信息學(xué)中的3個(gè)主要組成部分:材料信息數(shù)據(jù)庫(kù)、集成材料設(shè)計(jì)平臺(tái)和材料數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的主要內(nèi)容和應(yīng)用實(shí)例。材料信息數(shù)據(jù)庫(kù)儲(chǔ)存和管理各類(lèi)材料數(shù)據(jù),包括材料基礎(chǔ)性能、晶體結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)、模擬計(jì)算數(shù)據(jù)、試驗(yàn)與工藝數(shù)據(jù)、專(zhuān)利數(shù)據(jù)和各類(lèi)出版物等;集成材料設(shè)計(jì)平臺(tái)提供各種模擬計(jì)算方法,如第一性原理、分子動(dòng)力學(xué)、CALPHAD方法、相場(chǎng)模擬和有限元分析;數(shù)據(jù)挖掘是統(tǒng)計(jì)學(xué)、機(jī)器學(xué)習(xí)、信息學(xué)、可視化技術(shù)等學(xué)科的交叉領(lǐng)域,是從大數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)知識(shí)的實(shí)用方法。并介紹了成都材智科技搭建的"材智云"集成材料設(shè)計(jì)平臺(tái)的框架和功能。思考了材料信息學(xué)在材料領(lǐng)域中應(yīng)用時(shí)所面臨的難題。
[Abstract]:The material Genome Project (MGI),) proposed by President Barack Obama in 2011 aims to develop and manufacture advanced materials at a rate of at least twice as fast as before and at a cost of only a fraction of the original cost, which has contributed to the rapid development of material informatics. Material informatics is the application of informatics technology in material science. Material big data is analyzed and predicted by building material information database, integrating material research and design platform and material data mining method. Rapid discovery of the "gene" that determines the properties of materials, that is, the quantitative relationship between material components, processes, and properties, can effectively speed up material development and design. This paper introduces the basic concepts and research fields of material informatics, and describes three main components of material informatics: material information database, integrated material design platform and material data mining technology. The material information database stores and manages all kinds of material data, including material basic performance, crystal structure data, simulation calculation data, test and process data, patent data and various publications. The integrated material design platform provides a variety of simulation methods, such as first-principles, molecular dynamics, CALPHAD method, phase field simulation and finite element analysis; Data mining is an interdisciplinary field of statistics, machine learning, informatics, visualization technology and so on. It is a practical method to discover knowledge from big data. It also introduces the frame and function of the integrated material design platform of "Caizhi Cloud" built by Chengdu Timber Science and Technology. The problems faced by the application of material informatics in the field of materials are considered.
【作者單位】： 鋼鐵研究總院;成都材智科技有限公司;南京工業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院;IMDEA
【基金】：國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(51571113) 江蘇省前瞻性聯(lián)合研究項(xiàng)目(SBY2016020451)
【分類(lèi)號(hào)】：TB30

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本文編號(hào)：2388250