材料數(shù)字化研發(fā)及數(shù)據(jù)管理平臺(tái)

1.市場(chǎng)需求

隨著國(guó)內(nèi)外各個(gè)行業(yè)及相關(guān)領(lǐng)域的快速發(fā)展，針對(duì)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(duì)于材料研發(fā)的能力，累計(jì)研發(fā)過(guò)程的經(jīng)驗(yàn)和便于管理者對(duì)于研發(fā)流程和階段性成果的信息掌握就需要開(kāi)發(fā)一個(gè)集合信息管理、計(jì)算材料研發(fā)、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)管理、虛擬仿真和驗(yàn)證、工藝仿真與優(yōu)化，流程運(yùn)行與為一體的多目標(biāo)跨平臺(tái)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(jìn)一步促進(jìn)和提高產(chǎn)品研發(fā)能力。

2.平臺(tái)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(jì)算與仿真、材料數(shù)據(jù)庫(kù)及大數(shù)據(jù)分析與機(jī)器學(xué)習(xí)，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(tái)。

理論方法

材料的多尺度性

數(shù)據(jù)庫(kù)：實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、仿真數(shù)據(jù)、性能檢測(cè)數(shù)據(jù)、工藝設(shè)計(jì)及制造數(shù)據(jù)等等，以文檔、圖表、動(dòng)畫(huà)等形式分類、模塊化儲(chǔ)存。

材料高通量計(jì)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(cè)；力學(xué)性能檢測(cè)。

大數(shù)據(jù)分析與機(jī)器學(xué)習(xí)：利用大數(shù)據(jù)分析深入挖掘潛在的規(guī)律，通過(guò)機(jī)器學(xué)習(xí)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(jì)算各類材料的贗勢(shì)和活化能為分子級(jí)別材料性能預(yù)測(cè)提供基礎(chǔ)。

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

微觀：分子動(dòng)力學(xué)，粗顆粒，DPD等方法對(duì)于材料，界面等微觀尺度的性能預(yù)測(cè)（力\熱\電磁）

微細(xì)觀：相場(chǎng)方法，DPD，近場(chǎng)動(dòng)力學(xué)，位錯(cuò)動(dòng)力學(xué)等

細(xì)觀：均化場(chǎng)方法和FEM

實(shí)驗(yàn)仿真

仿真工程師利用接口從實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)系統(tǒng)根據(jù)項(xiàng)目/試驗(yàn)任務(wù)等信息獲取試驗(yàn)數(shù)據(jù)；或者試驗(yàn)工程師通過(guò)接口將試驗(yàn)數(shù)據(jù)發(fā)送到虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中；仿真工程師進(jìn)行仿真和試驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)比。數(shù)據(jù)交互接口集成CAE仿真數(shù)據(jù)管理平臺(tái)借助WebServices接口向?qū)嶒?yàn)數(shù)據(jù)系統(tǒng)發(fā)送的試驗(yàn)申請(qǐng)數(shù)據(jù)單：包含項(xiàng)目、分析對(duì)象名稱、分析任務(wù)、試驗(yàn)數(shù)據(jù)名稱、試驗(yàn)報(bào)告等內(nèi)容信息；實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)系統(tǒng)借助WebServices接口向虛擬實(shí)驗(yàn)仿真系統(tǒng)發(fā)送處理過(guò)的標(biāo)準(zhǔn)格式的試驗(yàn)數(shù)據(jù)。

工業(yè)設(shè)計(jì)與優(yōu)化

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

運(yùn)營(yíng)與維護(hù)

1）實(shí)現(xiàn)對(duì)方案迭代過(guò)程中的數(shù)據(jù)譜系追溯、多方案對(duì)比和報(bào)告自動(dòng)生成等。

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

3）系統(tǒng)能夠通過(guò)Web方式動(dòng)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(jī)制劃分角色和權(quán)限，包括系統(tǒng)管理員、評(píng)審專家、研發(fā)工程師等。

5）項(xiàng)目任務(wù)和流程管理

6）其它系統(tǒng)管理功能：