材料数字化研发数据管理

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  • 材料数字化研发及数据管理平台解决方案

    1.市场需求

    随着国内外各个行业及相关领域的快速发展,针对于自主研发新型相关材料的需求变得尤为重要。为了能够缩短新型材料的研发周期,提升相关人员对于材料研发的能力,累计研发过程的经验和便于管理者对于研发流程和阶段性成果的信息掌握就需要开发一个集合信息管理、计算材料研发、实验数据管理、虚拟仿真和验证、工艺仿真与优化,流程运行与服务为一体的多目标跨平台的新材料辅助研发系统。借助于更加成熟、更加广泛、更加规范化的新材料辅助研发系统可以进一步促进和提高产品研发能力。

    2.平台核心理念

    基于材料基因工程(MGI)的方法,结合材料高通量计算与仿真、材料数据库及大数据分析与机器学习,并以材料研发的多尺度性,搭建材料数字化多尺度研发平台。


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    理论方法

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    材料的多尺度性


    1625627774740351.png数据库:实验数据、仿真数据、性能检测数据、工艺设计及制造数据等等,以文档、图表、动画等形式分类、模块化储存。

    1625627800121345.png材料高通量计算与仿真:成分和结构表征;微纳观组织表征;表界面性质表征;物理性质检测;力学性能检测。

    1625627820363509.png大数据分析与机器学习:利用大数据分析深入挖掘潜在的规律,通过机器学习加快研发效率。


    3.材料数字化研发及数据管理

    纳观:以第一性原理为工具计算各类材料的赝势和活化能为分子级别材料性能预测提供基础。


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    量子化学                    合金结构                    物性参数


    微观:分子动力学,粗颗粒,DPD等方法对于材料,界面等微观尺度的性能预测(力\热\电磁)


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    微细观:相场方法,DPD,近场动力学,位错动力学等


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    细观:均化场方法和FEM


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    实验仿真

    仿真工程师利用接口从实验数据系统根据项目/试验任务等信息获取试验数据;或者试验工程师通过接口将试验数据发送到虚拟实验系统中;仿真工程师进行仿真和试验数据对比。数据交互接口集成CAE仿真数据管理平台借助WebServices接口向实验数据系统发送的试验申请数据单:包含项目、分析对象名称、分析任务、试验数据名称、试验报告等内容信息;实验数据系统借助WebServices接口向虚拟实验仿真系统发送处理过的标准格式的试验数据。

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    工业设计与优化

    材料加工工艺中所涉及的不同工序进行仿真模拟,通过有限元仿真的方式对各个工艺环节进行虚拟模拟,并通过CAE仿真数据管理系统将工艺仿真数据进行集成式管理,形成工艺加工数据库,为后续材料成型进行工艺设计提供参考。该系统与宏观性能及实验仿真数据系统集成。

    运营与维护

    1)实现对方案迭代过程中的数据谱系追溯、多方案对比和报告自动生成等。

    2)系统具备对仿真流程和数据进行权限管理的能力。

    3)系统能够通过Web方式动态地在浏览器端配置用户权限。

    4)角色划分:支持按照用户的管理机制划分角色和权限,包括系统管理员、评审专家、研发工程师等。

    5)项目任务和流程管理

    6)其它系统管理功能:


    材料数字化研发及数据管理平台解决方案

    1.市场需求

    随着国内外各个行业及相关领域的快速发展,针对于自主研发新型相关材料的需求变得尤为重要。为了能够缩短新型材料的研发周期,提升相关人员对于材料研发的能力,累计研发过程的经验和便于管理者对于研发流程和阶段性成果的信息掌握就需要开发一个集合信息管理、计算材料研发、实验数据管理、虚拟仿真和验证、工艺仿真与优化,流程运行与服务为一体的多目标跨平台的新材料辅助研发系统。借助于更加成熟、更加广泛、更加规范化的新材料辅助研发系统可以进一步促进和提高产品研发能力。

    2.平台核心理念

    基于材料基因工程(MGI)的方法,结合材料高通量计算与仿真、材料数据库及大数据分析与机器学习,并以材料研发的多尺度性,搭建材料数字化多尺度研发平台。


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    理论方法

    image.png

    材料的多尺度性


    1625627774740351.png数据库:实验数据、仿真数据、性能检测数据、工艺设计及制造数据等等,以文档、图表、动画等形式分类、模块化储存。

    1625627800121345.png材料高通量计算与仿真:成分和结构表征;微纳观组织表征;表界面性质表征;物理性质检测;力学性能检测。

    1625627820363509.png大数据分析与机器学习:利用大数据分析深入挖掘潜在的规律,通过机器学习加快研发效率。


    3.材料数字化研发及数据管理

    纳观:以第一性原理为工具计算各类材料的赝势和活化能为分子级别材料性能预测提供基础。


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    量子化学                    合金结构                    物性参数


    微观:分子动力学,粗颗粒,DPD等方法对于材料,界面等微观尺度的性能预测(力\热\电磁)


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    微细观:相场方法,DPD,近场动力学,位错动力学等


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    细观:均化场方法和FEM


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    实验仿真

    仿真工程师利用接口从实验数据系统根据项目/试验任务等信息获取试验数据;或者试验工程师通过接口将试验数据发送到虚拟实验系统中;仿真工程师进行仿真和试验数据对比。数据交互接口集成CAE仿真数据管理平台借助WebServices接口向实验数据系统发送的试验申请数据单:包含项目、分析对象名称、分析任务、试验数据名称、试验报告等内容信息;实验数据系统借助WebServices接口向虚拟实验仿真系统发送处理过的标准格式的试验数据。

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    工业设计与优化

    材料加工工艺中所涉及的不同工序进行仿真模拟,通过有限元仿真的方式对各个工艺环节进行虚拟模拟,并通过CAE仿真数据管理系统将工艺仿真数据进行集成式管理,形成工艺加工数据库,为后续材料成型进行工艺设计提供参考。该系统与宏观性能及实验仿真数据系统集成。

    运营与维护

    1)实现对方案迭代过程中的数据谱系追溯、多方案对比和报告自动生成等。

    2)系统具备对仿真流程和数据进行权限管理的能力。

    3)系统能够通过Web方式动态地在浏览器端配置用户权限。

    4)角色划分:支持按照用户的管理机制划分角色和权限,包括系统管理员、评审专家、研发工程师等。

    5)项目任务和流程管理

    6)其它系统管理功能: