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大數(shù)據(jù)的概念正在快速普及。目前被公認(rèn)的是，大數(shù)據(jù)方法有助于政府決策、企業(yè)管理，同樣也能成為科學(xué)家的得力工具。有人提出，大數(shù)據(jù)是繼實(shí)驗(yàn)、理論推演、計(jì)算機(jī)模擬之后，人類獲取知識(shí)的“第四范式”。為了研究大數(shù)據(jù)對(duì)于材料和制造業(yè)的影響，美國(guó)國(guó)家科學(xué)院（NAS）發(fā)布了《材料研究與開發(fā)中的大數(shù)據(jù)》報(bào)告。報(bào)告中美國(guó)各主要研究機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)人都對(duì)大數(shù)據(jù)對(duì)材料研發(fā)的影響提出了各自的觀點(diǎn)與看法。

1、橡樹嶺國(guó)家實(shí)驗(yàn)室主任Thom Mason：大數(shù)據(jù)中的物理

　　Mason認(rèn)為，不同學(xué)科對(duì)于數(shù)據(jù)計(jì)算量的需求不同，例如高能物理對(duì)數(shù)據(jù)計(jì)算量的需求就遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于中子源。盡管如此，數(shù)據(jù)的增長(zhǎng)速度還是超過(guò)了計(jì)算能力的增長(zhǎng)速度。橡樹嶺國(guó)家實(shí)驗(yàn)室（ORNL）是能源部最大的科學(xué)和能源實(shí)驗(yàn)室，而材料科學(xué)幾乎滲透了ORNL所有的研究領(lǐng)域。如Titan高性能計(jì)算系統(tǒng)對(duì)物理、生物和化學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行了建模與仿真，每天的數(shù)據(jù)處理量是極其龐大的。

　　除了科學(xué)研究之外，ORNL還將大數(shù)據(jù)引入了產(chǎn)業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域。例如為了追求更高燃料效率，ORNL與通用汽車合作開發(fā)的新型熱電材料；與BMI合作開發(fā)的新型組件以降低重型卡車的燃料效率；與波音公司合作開發(fā)的運(yùn)輸機(jī)設(shè)計(jì)和開發(fā)計(jì)算模型等。

　　大數(shù)據(jù)在ORNL的制造業(yè)示范設(shè)施（Manufacturing Demonstration Facility）中的應(yīng)用。以發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪葉片增材制造為例，ORNL與其產(chǎn)業(yè)合作伙伴莫利斯公司（Morris Technologies）合作，利用中子散射測(cè)試原子間距，更好地理解殘余應(yīng)力與激光增材制造工藝之間的關(guān)系。又如快速敏捷制造，ORNL與Local Motors合作，利用眾包（Crowdsourcing）來(lái)為設(shè)計(jì)汽車。該項(xiàng)目的重點(diǎn)在于新材料開發(fā)和增材制造。目前已經(jīng)實(shí)現(xiàn)利用增材和減材制造技術(shù)，制造了大型（超過(guò)20 m）碳增強(qiáng)聚合物。

2、空軍研究實(shí)驗(yàn)室集成計(jì)算材料科學(xué)與工程主任Charles Ward：材料基因組計(jì)劃與大數(shù)據(jù)

　　Ward認(rèn)為，材料產(chǎn)業(yè)擁有全球最好的材料數(shù)據(jù)庫(kù)。以通用電氣航空集團(tuán)開發(fā)的R65合金為例，以數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的材料開發(fā)，可節(jié)省時(shí)間和成本50%。

　　Ward并以晶體學(xué)開發(fā)數(shù)據(jù)庫(kù)（CrystallographicOpen Database）等為例說(shuō)明了材料數(shù)據(jù)庫(kù)的進(jìn)展情況。晶體學(xué)開發(fā)數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)了超過(guò)25萬(wàn)種化合物和礦物。國(guó)際晶體學(xué)聯(lián)合會(huì)（International Union of Crystallography）通過(guò)期刊得到了數(shù)據(jù)授權(quán)，Crystmet數(shù)據(jù)庫(kù)擁有15萬(wàn)種金屬以及金屬間化合物結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)，劍橋結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫(kù)（Cambridge Structural Database）則擁有70萬(wàn)種有機(jī)物和金屬有機(jī)物結(jié)構(gòu)，以及10萬(wàn)種大分子結(jié)構(gòu)。

　　Ward認(rèn)為，材料數(shù)據(jù)主要面臨如下挑戰(zhàn)：①材料應(yīng)用范圍極廣，但是沒(méi)有政府資助的機(jī)構(gòu)主導(dǎo)材料研究和開發(fā)活動(dòng)；②材料具有幾乎無(wú)限的設(shè)計(jì)可變性，但幾乎沒(méi)有參考數(shù)據(jù)集，使得標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)描述方面非常困難；③許多技術(shù)領(lǐng)域都涉及到材料研究與應(yīng)用，但是相關(guān)詞匯表不統(tǒng)一；④知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)使得數(shù)據(jù)分享非常困難；⑤材料對(duì)于經(jīng)濟(jì)和國(guó)家安全至關(guān)重要，經(jīng)常面臨出口保護(hù)。

3、通用電氣全球研究中心服務(wù)技術(shù)主管Rusty Irving：集成計(jì)算材料工程網(wǎng)絡(luò)（ICME-Net ）的開發(fā)

　　據(jù)Irving 介紹，集成計(jì)算材料工程（ICME-Net）網(wǎng)絡(luò)是通用電氣與MIT合作開發(fā)的一個(gè)項(xiàng)目。

　　建設(shè)ICME-Net 的主要目的包括：

　?、偈沟锰幱诓煌锢砜臻g的研究人員能夠針對(duì)ICME 技術(shù)進(jìn)行合作開發(fā)、測(cè)試、和示范；

　　②通過(guò)材料工程模型和工藝“市場(chǎng)”推動(dòng)技術(shù)的傳播；

　　③推動(dòng)ICME大型、復(fù)雜的模擬仿真建設(shè)；

　　④吸引和維持ICME研究團(tuán)體；

　?、萏峁﹥煞N模式（包括開源和保留知識(shí)產(chǎn)權(quán)）的技術(shù)及最佳實(shí)踐的獲取機(jī)會(huì)。

　　目前項(xiàng)目已經(jīng)進(jìn)入了第二期，GE/MIT合作開發(fā)的生態(tài)系統(tǒng)平臺(tái)技術(shù)正在為ICME-Net開發(fā)創(chuàng)新框架。

4、加州大學(xué)洛杉磯分校首席技術(shù)官Jim Davis：智能制造業(yè)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、網(wǎng)絡(luò)化數(shù)據(jù)、信息及活動(dòng)

　　據(jù)Davis介紹，2006年成立的智能制造業(yè)領(lǐng)導(dǎo)聯(lián)盟（Smart ManufacturingLeadership Coalition，SMLC）利用產(chǎn)業(yè)驅(qū)動(dòng)戰(zhàn)略使得制造企業(yè)獲取了更多信息。目前SMLC最關(guān)注的問(wèn)題就是應(yīng)用。制造企業(yè)普遍希望共享的是服務(wù)或應(yīng)用，而非專有數(shù)據(jù)。作為UCLA的首席技術(shù)官，Davis與企業(yè)接觸過(guò)程中發(fā)現(xiàn)企業(yè)關(guān)注的重點(diǎn)在于智能制造、信息物理系統(tǒng)和物聯(lián)網(wǎng)。在與信息技術(shù)企業(yè)接觸過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，這類企業(yè)關(guān)注的重點(diǎn)在于資源規(guī)劃、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算和移動(dòng)通信等。隨后Davis列舉了包括Praxair智能制造系統(tǒng)及通用動(dòng)力智能制造系統(tǒng)等案例說(shuō)明了大數(shù)據(jù)在智能制造系統(tǒng)中的作用。

　　Davis認(rèn)為智能制造系統(tǒng)的基礎(chǔ)是測(cè)試床方法。SMLC面臨的主要問(wèn)題包括：智能機(jī)器的操作、高保真建模、動(dòng)態(tài)決策、企業(yè)和供應(yīng)鏈決策、設(shè)計(jì)及計(jì)劃等。而這所有的一切都屬于數(shù)據(jù)密集型的，需要一個(gè)框架來(lái)有效管理這些數(shù)據(jù)。

　　Davis認(rèn)為，智能制造的智能主要有以下特征：應(yīng)用程序可以共享數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)可以共享應(yīng)用程序，應(yīng)用程序可以互相連接以執(zhí)行同行業(yè)企業(yè)的行為和觀點(diǎn)；通過(guò)結(jié)構(gòu)化的自適應(yīng)、自治來(lái)規(guī)范化決策的工作流程；全供應(yīng)鏈中可操作的數(shù)據(jù)、信任和透明性；在線實(shí)時(shí)的材料、產(chǎn)品和活動(dòng)的認(rèn)證；在線實(shí)時(shí)的多維度（包括商業(yè)、運(yùn)營(yíng)、供應(yīng)鏈、消費(fèi)者、維護(hù)、能源等）性能及適應(yīng)措施；跨企業(yè)的數(shù)據(jù)操作以提高性能；制造業(yè)設(shè)計(jì)模型的改進(jìn)等。

5、DARPA技術(shù)顧問(wèn)Jesse Margiotta：開放式制造業(yè)集成計(jì)算材料工程開發(fā)的數(shù)據(jù)需求

 美國(guó)國(guó)防部高級(jí)研究計(jì)劃局（DARPA）開放式制造業(yè)計(jì)劃的指導(dǎo)思想主要包括：在早期開發(fā)過(guò)程中識(shí)別關(guān)鍵參數(shù)，變化和限制；減少測(cè)試和開發(fā)迭代；預(yù)測(cè)關(guān)鍵點(diǎn)的概率性能；為新技術(shù)或認(rèn)證過(guò)程建立信心；加速工藝成熟速度和系統(tǒng)化工藝重新評(píng)估。

 Margiotta介紹了DARPA與霍尼韋爾航空航天集團(tuán)等合作伙伴針對(duì)粉末床熔融增材制造工藝（特別是直接金屬激光燒結(jié)）快速檢驗(yàn)項(xiàng)目。一般方法包含以下元素：參數(shù)化的制造工藝；在制造過(guò)程中引入新型傳感器；設(shè)計(jì)ICME技術(shù)將工藝和材料特性關(guān)聯(lián)起來(lái)；應(yīng)用嚴(yán)格的模型驗(yàn)證以研究置信區(qū)間。用這種方式將工藝參數(shù)與成品特定位置的量化特性聯(lián)系起來(lái)。

 在談到ICME技術(shù)時(shí)，他認(rèn)為這種技術(shù)利用了工藝-微結(jié)構(gòu)-性能模型對(duì)制造工藝進(jìn)行了模擬仿真。Margiotta指出，目前對(duì)制造工藝的模擬仿真所耗費(fèi)的時(shí)間太久了，一般在幾天至一周左右，因此需要進(jìn)一步開發(fā)相關(guān)工具并進(jìn)行簡(jiǎn)化。

 ICME概念包含如下元素：①密集計(jì)算、基于物理的模型以實(shí)現(xiàn)對(duì)制造工藝的模擬仿真；②工藝模型模擬了激光與粉末床之間的相互作用，包括熱分布及加熱速度等；③微結(jié)構(gòu)模型預(yù)測(cè)了壓力、晶粒尺寸、應(yīng)變硬化以及其它變量；④屈服強(qiáng)度預(yù)測(cè)工具；⑤針對(duì)不確定性進(jìn)行量化，以研究工藝和特性之間的關(guān)系等。

6、美國(guó)陸軍研究實(shí)驗(yàn)室材料工程師Wayne Ziegler：材料信息系統(tǒng)

 Ziegler認(rèn)為材料信息系統(tǒng)的重要性主要包括：①能夠使研發(fā)人員的工作更快捷和智能；②降低材料測(cè)試和評(píng)估中的重復(fù)勞動(dòng)，大幅降低成本；③阻止了數(shù)據(jù)流失，并且確保新一代材料開發(fā)過(guò)程中原始數(shù)據(jù)的可用性；④提升數(shù)據(jù)完整性和質(zhì)量；⑤改進(jìn)工藝和生產(chǎn)能力；⑥加速應(yīng)用推廣。

 Ziegler認(rèn)為成功的數(shù)據(jù)管理計(jì)劃利用了系統(tǒng)工程方法，并包括四大要素：數(shù)據(jù)獲取、分析、安置、維護(hù)。由于人員流動(dòng)性及國(guó)防預(yù)算的變化無(wú)常，美國(guó)國(guó)防部歷來(lái)在維護(hù)和管理材料及工藝數(shù)據(jù)項(xiàng)目上存在困難。美國(guó)航空航天局（NASA）在嚴(yán)格的材料數(shù)據(jù)管理方面也擁有悠久的歷史，NASA歷史上的幾大災(zāi)難也與材料問(wèn)題有關(guān)。因此美國(guó)陸軍研究實(shí)驗(yàn)室（ARL）與NASA合作，利用了NASA的經(jīng)驗(yàn)和信息技術(shù)基礎(chǔ)設(shè)施資源，并總結(jié)了相關(guān)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)。目前對(duì)于開發(fā)材料數(shù)據(jù)和管理計(jì)劃的主要挑戰(zhàn)在于：缺乏指導(dǎo)、缺乏合適的資源、缺乏具有投資回報(bào)的商業(yè)案例、缺乏共識(shí)（并非所有公司或機(jī)構(gòu)認(rèn)為應(yīng)該分享數(shù)據(jù)，并且文化價(jià)值取向急需調(diào)整）。

 Ziegler認(rèn)為，當(dāng)前目標(biāo)是建立國(guó)防部材料和工藝信息資源。目前國(guó)防部的相關(guān)資源為材料選擇和分析工具（Materials Selection and Analysis Tool，MSAT），目前是作為NASA材料和工藝技術(shù)信息系統(tǒng)（Materialsand Processes Technical Information System，MAPTIS）的一個(gè)獨(dú)立組件存在。目前MSAT項(xiàng)目與DARPA及其主導(dǎo)的開放式制造業(yè)項(xiàng)目保持著緊密的合作。

 Ziegler認(rèn)為，建立完整的材料信息系統(tǒng)需要進(jìn)行如下步驟：定義數(shù)據(jù)集、定義數(shù)據(jù)管理模式、開發(fā)數(shù)據(jù)導(dǎo)入摸版、利用模板導(dǎo)入數(shù)據(jù)、管理數(shù)據(jù)、定義用例等。在介紹MSAT時(shí)，他指出MSAT在建立之初的目標(biāo)是利用可用數(shù)據(jù)進(jìn)行項(xiàng)目或研究決策被稱為選擇和分析工具，因此被稱為選擇和分析工具。因此MSAT在應(yīng)用、建模、資源管理、工藝審批和改進(jìn)等方面擁有大量而廣闊的方法。

7、海軍研究辦公室海軍材料部門主任Julie Christodoulou：輕質(zhì)和現(xiàn)代金屬制造業(yè)創(chuàng)新研究所—材料、制造業(yè)及數(shù)據(jù)應(yīng)用

 Christodoulou在談到LM3II的目標(biāo)時(shí)，強(qiáng)調(diào)在設(shè)計(jì)和開發(fā)階段之初就將產(chǎn)業(yè)伙伴引入的重要性，而這是ICME的核心需求。未來(lái)LM3II項(xiàng)目都將遵照而行，而LM3II正在尋求自給能力，即在未來(lái)5年中不再依賴聯(lián)邦政府的投入。所以必須從現(xiàn)在開始尋求轉(zhuǎn)變的機(jī)遇，她相信LM3II在不久的將來(lái)即將走上正軌。

8、白宮科技政策辦公室科學(xué)部生物技術(shù)副主任Stebbins：政策方向

 Stebbins博士是白宮科學(xué)數(shù)據(jù)開放和獲取的主要負(fù)責(zé)人。他指出，從不同科學(xué)學(xué)科的角度來(lái)看，從科學(xué)期刊中獲取數(shù)據(jù)很困難，但并非不可能。這是許多歷史原因?qū)е碌?，并非?shí)際限制，例如數(shù)據(jù)存儲(chǔ)非常方便且成本也不高。實(shí)際阻礙數(shù)據(jù)獲取的障礙在于文化價(jià)值取向、缺乏數(shù)據(jù)存儲(chǔ)地點(diǎn)、缺乏數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)、缺乏對(duì)管理數(shù)據(jù)集的資助等等。白宮已經(jīng)在著手相關(guān)方面的工作：未來(lái)在科學(xué)期刊發(fā)表的所有文章都必須統(tǒng)一數(shù)據(jù)格式，并且作者擁有恰當(dāng)?shù)漠a(chǎn)權(quán)。

 Stebbins認(rèn)為僅僅是做到論文流通還不夠，還必須做到實(shí)際數(shù)據(jù)的流通。一篇論文（特別是高能物理方面的論文）可能包含許多作者，個(gè)人在論文中提供的貢獻(xiàn)卻不甚明了，而發(fā)布數(shù)據(jù)這種方式可以明晰個(gè)人對(duì)整體論文的貢獻(xiàn)度。在某些領(lǐng)域，發(fā)布數(shù)據(jù)可能并不可行也沒(méi)有用，但在生物學(xué)等其他領(lǐng)域，卻能極大地加快開發(fā)速度。在材料科學(xué)領(lǐng)域發(fā)布數(shù)據(jù)的作用如何還有待研究，在鼓勵(lì)數(shù)據(jù)發(fā)布之前，必須仔細(xì)研究所有潛在的優(yōu)點(diǎn)、不可預(yù)料的后果、可能的危害。

 Stebbins指出，因?yàn)槭艿搅寺?lián)邦法律的限制，政府在推動(dòng)數(shù)據(jù)共享方面的影響力不足。舉例來(lái)說(shuō)，拜杜法案就保護(hù)了研究人員的研究成果以用于商業(yè)目的。聯(lián)邦政府在推動(dòng)數(shù)據(jù)共享方面也缺乏經(jīng)驗(yàn)。

隱石檢測(cè)擁有一批在業(yè)內(nèi)取得顯著成就的專業(yè)技術(shù)人員，在行業(yè)內(nèi)有著豐富的檢測(cè)經(jīng)驗(yàn)。秉承著專注、專業(yè)、高效、想客戶所想的理念，公司積極增加項(xiàng)目和完善更先進(jìn)的測(cè)試儀器設(shè)備，保障每一個(gè)檢測(cè)，分析，研發(fā)任務(wù)優(yōu)質(zhì)高效的完成。同時(shí)通過(guò)專業(yè)所長(zhǎng),為全球數(shù)萬(wàn)家優(yōu)質(zhì)客戶提供最及時(shí)的行業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)信息，和更高精尖的分析檢測(cè)解決方案。

　　隱石檢測(cè)分別成立了閥門實(shí)驗(yàn)室，腐蝕實(shí)驗(yàn)室，金相實(shí)驗(yàn)室，力學(xué)實(shí)驗(yàn)室，無(wú)損實(shí)驗(yàn)室，耐候老化實(shí)驗(yàn)室。從事常壓儲(chǔ)罐檢測(cè)，鍋爐能效檢測(cè)，金屬腐蝕檢測(cè)，SSC應(yīng)力腐蝕檢測(cè)，HIC抗氫致開裂檢測(cè)，閥門檢測(cè)，應(yīng)力應(yīng)變檢測(cè)，無(wú)損探傷檢測(cè)，機(jī)械設(shè)備檢測(cè)，金相分析，石墨烯納米材料檢測(cè)，水質(zhì)檢測(cè)，油品檢測(cè)涉及的服務(wù)范圍已廣泛覆蓋到鋼鐵材料，有色金屬材料，石油化工設(shè)備，通用機(jī)械設(shè)備，冶金礦石，建筑工程材料、航空航天材料，高鐵船舶材料，汽車用零部件、非金屬材料，電子電工產(chǎn)品等各個(gè)領(lǐng)域，并獲得了CMA和CNAS;雙重認(rèn)可。