CSTM-材料計(jì)算數(shù)據(jù) 要求

T/CSTMXXXXX—20181IICSXX.XXX.XXCCSXXXX團(tuán) 體 標(biāo) 準(zhǔn)T/CSTMXXXXX—202X材料計(jì)算數(shù)據(jù)通用要求Generalruleformaterialscalculationdata202X-XX-XX發(fā)布202X-XX-XX實(shí)施發(fā)布中關(guān)村材料試驗(yàn)技術(shù)聯(lián)盟發(fā)布

前??言本文件參照GB/T1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》給出的規(guī)則起草。請(qǐng)注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機(jī)構(gòu)不承擔(dān)識(shí)別專利的責(zé)任。本文件由中國(guó)材料與試驗(yàn)團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)綜合標(biāo)準(zhǔn)領(lǐng)域委員會(huì)（CSTM/FC99）和材料基因工程領(lǐng)域委員會(huì)（CSTM/FC97）共同提出。本文件由中國(guó)材料與試驗(yàn)團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)綜合標(biāo)準(zhǔn)領(lǐng)域委員會(huì)（CSTM/FC99）歸口。本標(biāo)準(zhǔn)為第一次制定。引 言材料數(shù)據(jù)庫(kù)是實(shí)施數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)材料研發(fā)的基礎(chǔ)條件之一，需要收錄符合FAIR（Findable，Accessible，Interoperable，Reusable，可發(fā)現(xiàn)、可獲取、可互操作、可再利用）原則的數(shù)據(jù)資源，供社會(huì)共享。以“理性設(shè)計(jì)-高效實(shí)驗(yàn)-大數(shù)據(jù)技術(shù)”的深度融合和全過(guò)程協(xié)同創(chuàng)新為核心內(nèi)涵的材料基因工程，是材料領(lǐng)域的顛覆性前沿技術(shù)，正在對(duì)材料研發(fā)模式產(chǎn)生革命性的變革。材料基因工程數(shù)據(jù)庫(kù)作為材料基因工程三大平臺(tái)和關(guān)鍵技術(shù)之一，是材料數(shù)據(jù)庫(kù)未來(lái)發(fā)展的必然趨勢(shì)。材料基因工程數(shù)據(jù)庫(kù)與傳統(tǒng)材料數(shù)據(jù)庫(kù)的主要區(qū)別是后者以數(shù)據(jù)檢索為基礎(chǔ)的已有數(shù)據(jù)查詢和篩選為主要功能，而前者是以大數(shù)據(jù)挖掘?yàn)橹饕繕?biāo)。因此，為了保證數(shù)據(jù)充分有效的被利用，需要規(guī)范數(shù)據(jù)存儲(chǔ)過(guò)程中必須收集的信息與遵循的格式，確保數(shù)據(jù)滿足FAIR原則。2019年8月13日中國(guó)材料與試驗(yàn)團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)材料基因工程領(lǐng)域委員會(huì)（CSTM/FC97)通則委員會(huì)正式發(fā)布了《材料基因工程數(shù)據(jù)通則》。近幾年，隨著材料基因工程影響力的不斷擴(kuò)大，其的影響力正逐步擴(kuò)大至整個(gè)材料數(shù)據(jù)領(lǐng)域。計(jì)算數(shù)據(jù)是材料數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)最高效的來(lái)源之一。大規(guī)模、跨尺度集成計(jì)算已成為材料高效設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)，由于其數(shù)據(jù)生產(chǎn)效率高、可靠性高，為數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的材料研發(fā)提供了大量?jī)?yōu)質(zhì)的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。計(jì)算數(shù)據(jù)的類型和格式往往取決于計(jì)算軟件，不同尺度的計(jì)算方法之間，數(shù)據(jù)類型和格式具有很大差別。即使是同一尺度計(jì)算方法，不同軟件之間的數(shù)據(jù)也基本不能互用，從而導(dǎo)致計(jì)算數(shù)據(jù)具有多類型、多源、異構(gòu)等特點(diǎn)。因此，有必要在《材料基因工程數(shù)據(jù)通則》的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步針對(duì)材料計(jì)算數(shù)據(jù)的共性特點(diǎn)，建立材料計(jì)算數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的通用要求，規(guī)范針對(duì)不同計(jì)算方法和軟件而建立的各項(xiàng)材料計(jì)算數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)細(xì)則，確保材料計(jì)算數(shù)據(jù)得到充分有效的利用。本標(biāo)準(zhǔn)是材料數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，《材料基因工程數(shù)據(jù)通則》為其上級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，本標(biāo)準(zhǔn)是其在計(jì)算數(shù)據(jù)領(lǐng)域的具體要求。同時(shí)，本標(biāo)準(zhǔn)亦是各項(xiàng)材料計(jì)算數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)細(xì)則的總則。本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范了材料基因工程計(jì)算數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的通用要求，將材料計(jì)算數(shù)據(jù)分為輸入數(shù)據(jù)、中間數(shù)據(jù)、輸出數(shù)據(jù)、計(jì)算解析數(shù)據(jù)與計(jì)算元數(shù)據(jù)五類。單條數(shù)據(jù)擁有獨(dú)立的數(shù)據(jù)資源標(biāo)識(shí)，并通過(guò)數(shù)據(jù)資源標(biāo)識(shí)建立不同數(shù)據(jù)條目之間的關(guān)聯(lián)，從而兼顧數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的易操作性和完整性。材料計(jì)算數(shù)據(jù)通用要求范圍本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了滿足FAIR原則的材料計(jì)算數(shù)據(jù)存儲(chǔ)過(guò)程中應(yīng)包含和記錄的信息。本標(biāo)準(zhǔn)適用于所有包含材料計(jì)算數(shù)據(jù)的材料數(shù)據(jù)庫(kù)，涉及材料數(shù)據(jù)的計(jì)算、模擬、仿真和數(shù)字孿生過(guò)程，以及材料計(jì)算數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、處理和應(yīng)用過(guò)程。規(guī)范性引用文件下列文件對(duì)于本文件的應(yīng)用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅所注日期的版本適用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GB3100國(guó)際單位制及其應(yīng)用GB/T32843科技資源標(biāo)識(shí)T/CSTM00120-2019材料基因工程數(shù)據(jù)通則術(shù)語(yǔ)和定義下列術(shù)語(yǔ)和定義適用于本文件。輸入數(shù)據(jù)Inputdata

輸入到計(jì)算程序并由計(jì)算機(jī)處理的對(duì)象。中間數(shù)據(jù)Intermediatedata

計(jì)算中間過(guò)程所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)。輸出數(shù)據(jù)Outputdata

計(jì)算產(chǎn)生的原始結(jié)果數(shù)據(jù)。計(jì)算解析數(shù)據(jù)AnalyticData

對(duì)計(jì)算產(chǎn)生的輸出數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理后產(chǎn)生的結(jié)果數(shù)據(jù)。計(jì)算元數(shù)據(jù)MetaData

與計(jì)算程序和數(shù)據(jù)的條件有關(guān)的數(shù)據(jù)。一般要求計(jì)算數(shù)據(jù)記錄了計(jì)算程序一次運(yùn)行操作的完整信息，輸入數(shù)據(jù)、計(jì)算操作和計(jì)算結(jié)果構(gòu)成了計(jì)算數(shù)據(jù)的基本內(nèi)容。為了保證材料數(shù)據(jù)資源的社會(huì)共享和有效利用，在材料計(jì)算數(shù)據(jù)存儲(chǔ)時(shí)應(yīng)盡可能全面地記錄材料計(jì)算結(jié)果及其相關(guān)的程序信息和技術(shù)與管理信息。在本標(biāo)準(zhǔn)中，雖然規(guī)定了材料計(jì)算數(shù)據(jù)內(nèi)容中的必存內(nèi)容和選存內(nèi)容，但這僅從數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的必要性角度進(jìn)行了劃分，并不完全對(duì)應(yīng)于數(shù)據(jù)內(nèi)容的重要性，且不同的數(shù)據(jù)使用者對(duì)數(shù)據(jù)各部分內(nèi)容的關(guān)注度也往往不盡相同。因此，在材料計(jì)算數(shù)據(jù)存儲(chǔ)時(shí)應(yīng)遵循完整性、全面性優(yōu)先的原則。與計(jì)算結(jié)果數(shù)據(jù)密切相關(guān)的計(jì)算方法與程序、計(jì)算參數(shù)、運(yùn)行系統(tǒng)與環(huán)境變量等元數(shù)據(jù)是保證材料計(jì)算數(shù)據(jù)具有良好互操作性和可再利用性的重要數(shù)據(jù)內(nèi)容，但在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)時(shí)，往往由于內(nèi)容繁雜而被數(shù)據(jù)生產(chǎn)者或錄入者所忽視。從文獻(xiàn)獲取的計(jì)算數(shù)據(jù)，需記錄文獻(xiàn)的DOI標(biāo)識(shí)碼，在數(shù)據(jù)使用時(shí)，可直接引用文獻(xiàn)的DOI標(biāo)識(shí)碼作為數(shù)據(jù)的DOI標(biāo)識(shí)碼。數(shù)據(jù)內(nèi)容輸入數(shù)據(jù)輸入數(shù)據(jù)的內(nèi)容輸入數(shù)據(jù)的內(nèi)容包括：材料信息和參數(shù)信息，均為必存內(nèi)容。材料信息材料信息可包括計(jì)算輸入的材料成分、結(jié)構(gòu)模型、組織模型或其他形式的材料模型。參數(shù)信息模型參數(shù)與材料模型相關(guān)的參數(shù)。模型參數(shù)應(yīng)包括：參數(shù)名稱，參數(shù)初始值和計(jì)量單位。程序參數(shù)與計(jì)算程序運(yùn)行相關(guān)的參數(shù)，如計(jì)算精度、程序終止條件（迭代次數(shù)、截?cái)鄺l件等）等。程序參數(shù)應(yīng)包括：參數(shù)名稱，參數(shù)值和計(jì)量單位。邊界條件在計(jì)算過(guò)程需設(shè)定數(shù)值或模型邊界條件的，應(yīng)給出邊界條件的信息描述。輸入數(shù)據(jù)標(biāo)識(shí)輸入數(shù)據(jù)獨(dú)特且持久標(biāo)識(shí)，如按GB/T32843生產(chǎn)的樣品資源標(biāo)識(shí)碼或DOI標(biāo)識(shí)碼等。中間數(shù)據(jù)中間數(shù)據(jù)的內(nèi)容中間數(shù)據(jù)的內(nèi)容包括：中間數(shù)據(jù)的源數(shù)據(jù)、中間數(shù)據(jù)的標(biāo)簽和中間數(shù)據(jù)標(biāo)識(shí)。中間數(shù)據(jù)為選存內(nèi)容。當(dāng)中間數(shù)據(jù)獨(dú)立存儲(chǔ)時(shí)，其還必須包含輸入數(shù)據(jù)標(biāo)識(shí)。中間數(shù)據(jù)的標(biāo)簽定位或獲取中間數(shù)據(jù)的標(biāo)識(shí)，可采用時(shí)間、步驟或某一模型參數(shù)作為中間數(shù)據(jù)的標(biāo)簽。中間數(shù)據(jù)標(biāo)識(shí)輸入數(shù)據(jù)獨(dú)特且持久標(biāo)識(shí)，如按GB/T32843生產(chǎn)的樣品資源標(biāo)識(shí)碼或DOI標(biāo)識(shí)碼等。輸出數(shù)據(jù)輸出數(shù)據(jù)的內(nèi)容輸出數(shù)據(jù)的內(nèi)容包括：輸出數(shù)據(jù)的源數(shù)據(jù)和輸出數(shù)據(jù)標(biāo)識(shí)，均為必存內(nèi)容。當(dāng)輸出數(shù)據(jù)獨(dú)立存儲(chǔ)時(shí)，其還必須包含輸入數(shù)據(jù)標(biāo)識(shí)。輸出數(shù)據(jù)標(biāo)識(shí)輸入數(shù)據(jù)獨(dú)特且持久標(biāo)識(shí)，如按GB/T32843生產(chǎn)的樣品資源標(biāo)識(shí)碼或DOI標(biāo)識(shí)碼等。計(jì)算元數(shù)據(jù)計(jì)算元數(shù)據(jù)內(nèi)容：計(jì)算元數(shù)據(jù)內(nèi)容包括：計(jì)算方法、計(jì)算軟件、計(jì)算程序、外部條件等。當(dāng)計(jì)算元數(shù)據(jù)單獨(dú)存儲(chǔ)時(shí)，必填數(shù)據(jù)還需包括計(jì)算元數(shù)據(jù)標(biāo)識(shí)碼。計(jì)算方法計(jì)算所采用的科學(xué)方法和原理。如該方法為標(biāo)準(zhǔn)方法，應(yīng)給出標(biāo)準(zhǔn)名稱；如該方法為非標(biāo)準(zhǔn)方法，應(yīng)給出詳細(xì)的計(jì)算原理和計(jì)算過(guò)程。計(jì)算軟件計(jì)算軟件信息包括：計(jì)算軟件的名稱、版本號(hào)、開(kāi)發(fā)者等。計(jì)算程序采用非公開(kāi)軟件進(jìn)行計(jì)算時(shí)，應(yīng)存儲(chǔ)計(jì)算源程序，或源程序的網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)地址，或可獲取源程序的開(kāi)發(fā)者信息。外部條件計(jì)算過(guò)程的外部條件信息包括：計(jì)算機(jī)硬件條件、軟件環(huán)境、計(jì)算平臺(tái)、第三方軟件調(diào)用、數(shù)據(jù)庫(kù)等支持計(jì)算運(yùn)行的各種外部條件。計(jì)算元數(shù)據(jù)標(biāo)識(shí)碼輸出數(shù)據(jù)獨(dú)特且持久標(biāo)識(shí)，如按GB/T32843生產(chǎn)的樣品資源標(biāo)識(shí)碼或DOI標(biāo)識(shí)碼等。計(jì)算解析數(shù)據(jù)計(jì)算解析數(shù)據(jù)內(nèi)容：解析數(shù)據(jù)內(nèi)容包括：解析數(shù)據(jù)的源數(shù)據(jù)、解析數(shù)據(jù)的元數(shù)據(jù)和解析數(shù)據(jù)標(biāo)識(shí)碼。其中，解析數(shù)據(jù)的源數(shù)據(jù)和解析數(shù)據(jù)標(biāo)識(shí)碼為必填數(shù)據(jù)。當(dāng)解析數(shù)據(jù)單獨(dú)存儲(chǔ)時(shí)，必填數(shù)據(jù)還需包括結(jié)果數(shù)據(jù)標(biāo)識(shí)碼。計(jì)算解析數(shù)據(jù)的元數(shù)據(jù)解析方法獲得解析數(shù)據(jù)所使用的數(shù)據(jù)處理方法。如該方法為標(biāo)準(zhǔn)方法，應(yīng)給出方法名稱；如該方法為非標(biāo)準(zhǔn)方法，應(yīng)給出所依據(jù)的數(shù)學(xué)或物理原理和詳細(xì)的處理過(guò)程或程序。解析數(shù)據(jù)的應(yīng)用范圍當(dāng)經(jīng)數(shù)據(jù)處理產(chǎn)生的解析數(shù)據(jù)可能改變?cè)冀Y(jié)果數(shù)據(jù)的應(yīng)用范圍