材料信息學基礎及材料信息學平臺工程應用研究.pdf

1、材料科研的進行也就是材料數(shù)據(jù)的產(chǎn)生過程，材料數(shù)據(jù)已經(jīng)成為驅動材料科研的動力。隨著材料科學的發(fā)展和因特網(wǎng)的迅速發(fā)展，材料信息的數(shù)據(jù)量和復雜性大大提高。如何高效管理、存儲不同類型的材料科學數(shù)據(jù)，如何最大限度地從中挖掘有價值的信息，如何最大限度地實現(xiàn)材料信息的資源共享和知識創(chuàng)新，如何提高材料科研的效率，降低新材料開發(fā)的成本和開發(fā)時間等，都是擺在材料研究工作者面前的一系列難題。材料信息學正是在這一背景下提出和發(fā)展起來的。材料信息學的發(fā)展有利于解

2、決材料科學面臨的挑戰(zhàn)，順應了當代材料科學技術發(fā)展的大趨勢。
　　材料信息學自1999年提出以來，已在組合材料科學和材料設計等方面得到了應用，不少國家成立了專門的研究室開展系統(tǒng)的研究。目前，材料信息學發(fā)展遇到的問題主要有：研究的深度和廣度不夠；沒有引起足夠重視；材料信息標準化程度低；數(shù)據(jù)共享意識不夠；材料信息學專業(yè)人才缺乏。論文在綜合分析材料信息學的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢的基礎上，開展了材料信息學的基礎理論研究，探索構建材料信息學

3、平臺并進行應用研究。論文分析了中國開展材料信息學研究的良好基礎，討論了我國材料信息學的發(fā)展思路：實現(xiàn)材料數(shù)據(jù)、材料數(shù)據(jù)庫的標準化；建立材料知識庫，構建材料信息學平臺；找準突破口，積極開展材料信息學工程應用研究；加快培養(yǎng)材料信息學專業(yè)人才。
　　論文開展了材料信息標準化的研究，材料信息標準化對于信息的共建共享和材料數(shù)字科研具有重要的意義。針對目前應用較為廣泛的材料信息標識語言MatML，在分析研究MatML的特點和存在的不足的基礎上

4、，提出了材料信息胞的構想，采用XML Schema技術，創(chuàng)建了材料信息標準化語言MatCellXML，實現(xiàn)了材料信息的標準化。MatCellXML相對于MatML具有以下優(yōu)勢：XML標記更容易懂；能表達的材料信息范圍更廣泛；更有利于表達復雜的材料信息；有利于材料術語的標準化。采用了MatCellXML語言用于具體的材料信息表達，并用于中國西部輕合金信息網(wǎng)的材料信息的導出格式。
　　論文提出了構建材料信息學平臺框架的總體設計原則?；?/p>

5、于對幾種典型的網(wǎng)絡體系結構的介紹和特點分析，采用B/S模式的三層網(wǎng)絡體系結構模式作為材料信息學平臺系統(tǒng)的網(wǎng)絡架構。材料信息學平臺由通訊層、數(shù)據(jù)表達層、數(shù)據(jù)層、功能層、界面層、用戶層六個模塊構成，數(shù)據(jù)層是整個平臺系統(tǒng)的核心，其他模塊都是圍繞它而運行的。分析討論了實現(xiàn)材料信息學平臺的四大關鍵技術——系統(tǒng)集成技術、材料信息挖掘技術、材料知識技術和材料信息安全傳輸模型。
　　將材料信息學平臺框架應用于汽車發(fā)動機氣門的優(yōu)化設計和材料性能評價

6、領域，開發(fā)了汽車發(fā)動機氣門設計優(yōu)化平臺，并在相關企業(yè)得到了實際應用。
　　論文進行了材料信息學的基礎理論研究，從材料信息學的內(nèi)在和外在的形成動因，討論了學科的應用前景。從材料信息學的定義、研究對象、學科性質(zhì)、研究內(nèi)容等方面論述了材料信息學的學科定位，將材料信息學定位為材料科學和信息科學相互融合和滲透形成的交叉學科，是一門能夠促進材料科學研究和材料行業(yè)發(fā)展的綜合性的應用學科。從學科的理論基礎、學科結構、研究方法論、與其他學科之間的聯(lián)