材料數(shù)字化研發(fā)及數(shù)據(jù)管理平臺

1.市場需求

隨著國內(nèi)外各個行業(yè)及相關(guān)領(lǐng)域的快速發(fā)展，針對于自主研發(fā)新型相關(guān)材料的需求變得尤為重要。為了能夠縮短新型材料的研發(fā)周期，提升相關(guān)人員對于材料研發(fā)的能力，累計研發(fā)過程的經(jīng)驗和便于管理者對于研發(fā)流程和階段性成果的信息掌握就需要開發(fā)一個集合信息管理、計算材料研發(fā)、實驗數(shù)據(jù)管理、虛擬仿真和驗證、工藝仿真與優(yōu)化，流程運行與為一體的多目標跨平臺的新材料輔助研發(fā)系統(tǒng)。借助于更加成熟、更加廣泛、更加規(guī)范化的新材料輔助研發(fā)系統(tǒng)可以進一步促進和提高產(chǎn)品研發(fā)能力。

2.平臺核心理念

基于材料基因工程（MGI）的方法，結(jié)合材料高通量計算與仿真、材料數(shù)據(jù)庫及大數(shù)據(jù)分析與機器學習，并以材料研發(fā)的多尺度性，搭建材料數(shù)字化多尺度研發(fā)平臺。

理論方法

材料的多尺度性

數(shù)據(jù)庫：實驗數(shù)據(jù)、仿真數(shù)據(jù)、性能檢測數(shù)據(jù)、工藝設(shè)計及制造數(shù)據(jù)等等，以文檔、圖表、動畫等形式分類、模塊化儲存。

材料高通量計算與仿真：成分和結(jié)構(gòu)表征；微納觀組織表征；表界面性質(zhì)表征；物理性質(zhì)檢測；力學性能檢測。

大數(shù)據(jù)分析與機器學習：利用大數(shù)據(jù)分析深入挖掘潛在的規(guī)律，通過機器學習加快研發(fā)效率。

3.材料數(shù)字化研發(fā)及數(shù)據(jù)管理

納觀：以第一性原理為工具計算各類材料的贗勢和活化能為分子級別材料性能預測提供基礎(chǔ)。

量子化學                    合金結(jié)構(gòu)                    物性參數(shù)

微觀：分子動力學，粗顆粒，DPD等方法對于材料，界面等微觀尺度的性能預測（力\熱\電磁）

微細觀：相場方法，DPD，近場動力學，位錯動力學等

細觀：均化場方法和FEM

實驗仿真

仿真工程師利用接口從實驗數(shù)據(jù)系統(tǒng)根據(jù)項目/試驗任務(wù)等信息獲取試驗數(shù)據(jù)；或者試驗工程師通過接口將試驗數(shù)據(jù)發(fā)送到虛擬實驗系統(tǒng)中；仿真工程師進行仿真和試驗數(shù)據(jù)對比。數(shù)據(jù)交互接口集成CAE仿真數(shù)據(jù)管理平臺借助WebServices接口向?qū)嶒灁?shù)據(jù)系統(tǒng)發(fā)送的試驗申請數(shù)據(jù)單：包含項目、分析對象名稱、分析任務(wù)、試驗數(shù)據(jù)名稱、試驗報告等內(nèi)容信息；實驗數(shù)據(jù)系統(tǒng)借助WebServices接口向虛擬實驗仿真系統(tǒng)發(fā)送處理過的標準格式的試驗數(shù)據(jù)。

工業(yè)設(shè)計與優(yōu)化

材料加工工藝中所涉及的不同工序進行仿真模擬，通過有限元仿真的方式對各個工藝環(huán)節(jié)進行虛擬模擬，并通過CAE仿真數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)將工藝仿真數(shù)據(jù)進行集成式管理，形成工藝加工數(shù)據(jù)庫，為后續(xù)材料成型進行工藝設(shè)計提供參考。該系統(tǒng)與宏觀性能及實驗仿真數(shù)據(jù)系統(tǒng)集成。

運營與維護

1）實現(xiàn)對方案迭代過程中的數(shù)據(jù)譜系追溯、多方案對比和報告自動生成等。

2）系統(tǒng)具備對仿真流程和數(shù)據(jù)進行權(quán)限管理的能力。

3）系統(tǒng)能夠通過Web方式動態(tài)地在瀏覽器端配置用戶權(quán)限。

4）角色劃分：支持按照用戶的管理機制劃分角色和權(quán)限，包括系統(tǒng)管理員、評審專家、研發(fā)工程師等。

5）項目任務(wù)和流程管理

6）其它系統(tǒng)管理功能：