Введение в ICME
Интегрированная вычислительная инженерия материалов (ICME) представляет собой важное направление в области науки и техники, которое объединяет экспериментальные данные, проектные модели и вычислительные методы для изучения и разработки новых материалов.
Киберинфраструктура ICME
Важнейшим элементом этого подхода является создание киберинфраструктуры, которая служит веб-платформой для совместной работы. Эта инфраструктура позволяет накапливать, организовывать и делиться знаниями в области материаловедения и инженерии, что способствует более широкому использованию и улучшению информации о материалах.
Инструменты и возможности
Киберинфраструктура ICME предоставляет мощные инструменты для хранения, доступа и вычислений, которые необходимы для работы с разнообразным программным обеспечением, используемым в производстве, проектировании и моделировании жизненного цикла материалов. В рамках этой системы данные архивируются и становятся доступными для поиска, что позволяет инженерам и ученым использовать обширные базы данных, связанные с материалами, в своих исследованиях и разработках. Это, в свою очередь, способствует более эффективному и экономичному процессу разработки новых продуктов.
Интеграция приложений и кодов
Одной из ключевых задач киберинфраструктуры ICME является интеграция различных приложений и кодов, что позволяет создавать протоколы для объединения иерархических подходов моделирования. С акцентом на вычислительную эффективность и защиту интеллектуальной собственности, киберинфраструктура помогает в изучении взаимосвязей между процессами, микроструктурой и свойствами материалов. Она также поддерживает разработку моделей, которые могут точно предсказывать поведение материалов на разных масштабах, учитывая их микроструктуру и исторические эффекты.
Выявление пробелов в знаниях
Киберинфраструктура ICME играет важную роль в выявлении пробелов в знаниях о материалах, что, в свою очередь, направляет разработку новых теорий, моделей и инструментов. Создание такой базы знаний, основанной на сообществе, позволяет системам информатики материалов объединять высокоточные экспериментальные данные с моделями физических процессов, что значительно улучшает качество исследований и разработок.
Соответствие видению NSF
Кроме того, концепция киберинфраструктуры ICME соответствует видению Национального научного фонда (NSF) о создании систем информационных технологий, ориентированных на человека. Эти системы должны удовлетворять потребностям научных и инженерных сообществ, открывая новые возможности для улучшения образования и развития рабочей силы.
Определение NMAB
Национальный консультативный совет по материалам (NMAB) определяет киберинфраструктуру ICME как интернет-среду для совместных исследований и разработок в области материаловедения и инженерии. Эта среда поддерживает сбор, хранение и управление данными и моделями, а также их визуализацию и извлечение. Все эти функции необходимы для разработки интегрированных возможностей вычислительной инженерии материалов.
Структура киберинфраструктуры ICME
Согласно видению NMAB, киберинфраструктура ICME состоит из отдельных веб-порталов, которые предоставляют доступ к информации, данным и инструментам, созданным различными организациями для конкретных целей. Эти порталы, объединенные вместе, формируют единую киберинф