材料實驗數據 火花放電原子發(fā)射光譜法CSTM標準編制說明

材料實驗數據火花放電原子發(fā)射光譜法CSTM標準編制說明一、工作簡況1、目的和意義隨著材料基因工程和數據技術的融合與此階段下的發(fā)展，材料科學的發(fā)展已經進入利用數據驅動新材料開發(fā)的第四范式，并強烈依賴于大數據基礎、數據共享、數據挖掘和人工智能的協(xié)同發(fā)展。在此背景下，材料數據基礎設施的建設作為支撐這一范式的重要基礎，是新材料發(fā)展的重要依托。目前由于實驗數據具有多類型特點、多源特點、異構特點，難以有效利用實驗室數據且發(fā)揮大數據優(yōu)勢，對材料研發(fā)和應用的有效推動，難以將實驗數據的價值融入材料價值的鏈條，無法將我國科研人員產生的海量相關材料實驗數據有效利用，服務于我國工業(yè)領域瓶頸問題的解決，現迫切需要建立系列實驗數據相關的存儲標準規(guī)范，合力推進我國材料數據基礎保障能力的提升。火花放電原子發(fā)射光譜法分析在冶金、地質、機械、化工、農業(yè)、環(huán)保、食品、醫(yī)藥等領域都有其廣泛的用途。特別是在鋼鐵及有色金屬的冶煉中控制冶煉工藝具有極其重要的地位，而在地質系統(tǒng)找礦、環(huán)保、農業(yè)、生物樣品中微量元素的檢測以及狀態(tài)分析方面，火花放電原子發(fā)射光譜法都是相當有效的一種分析手段，是其他方法無法取代的。火花放電原子發(fā)射光譜法可直接讀取結果數據，便捷簡單，實驗數據經年積累信息數據量大，但目前關于火花放電原子發(fā)射光譜法數據存儲無統(tǒng)一模板，存儲形式多樣，現有數據難以匯總，因此火花放電原子發(fā)射光譜法實驗數據規(guī)范存儲對于材料科學發(fā)展具有重要意義。開展火花放電原子發(fā)射光譜法實驗數據標準規(guī)范研究，圍繞數據存儲的要求研究制定材料數據標準。為火花放電原子發(fā)射光譜法實驗數據的存儲和多節(jié)點數據集成提供規(guī)范化的要求，對數據字段的完整度，數據信息的編碼唯一性，原始數據的溯源性、數據與數據之間的關聯(lián)性，提供標準和規(guī)范支撐。通過材料數據標準規(guī)范研究，與數據庫技術和大數據技術研究密切融合，共同支撐邏輯，規(guī)范了火花放電原子發(fā)射光譜法實驗數據在數據庫中的存儲，為數據重復利用提供必要條件。2、任務來源根據中國材料與試驗團體標準委員會(以下簡稱：CSTM標準委員會)關于CSTM標準《材料實驗數據火花放電原子發(fā)射光譜法公告》，由鋼鐵研究總院作為標準牽頭單位，承擔對《材料實驗數據火花放電原子發(fā)射光譜法》團體標準的制定任務，項目計劃編號：CSTM-SQ-2021-003443、主要工作過程2021年1月，組建了標準起草工作組，由鋼鐵研究總院的工作人員組成，包括具有標準制定經驗的科研人員、表征技術人員。標準起草工作組討論了具體的工作過程、擬定了相應的工作計劃。本標準的制定是為了基于火花放電原子發(fā)射光譜法規(guī)范實驗數據。具體工作計劃如下：2021年5月，標準起草鋼鐵研究總院成員調研火花放電原子發(fā)射光譜法實驗標準與文獻，結合檢驗檢測過程中產生數據，建立火花放電原子發(fā)射光譜法實驗數據草案大綱。2021年7月，組織召集火花放電原子發(fā)射光譜法檢測專家與儀器專家研討，對草案提出意見與建議。2021年9月，標準起草單位鋼鐵研究總院根據相關調研內容開始撰寫標準草案。2021年10月，標準草案完成。2021年11月，標準草案通過立項審查，CSTM標準委員會批準立項。2021年12月，整理專家意見與建議，形成征求意見稿。2021年12月，工作組完成標準征求意見稿，面向社會公開征求意見。2022年1月，計劃完成標準征求意見，形成意見匯總表，并對征求意見稿進行修改，形成標準送審稿。2022年2月，計劃召開本標準的審查會。2022年3月，計劃標準表決，報批，正式發(fā)布出版。三、標準調研情況、編制原則和主要內容調研情況尚無適用的針對火花放電原子發(fā)射光譜法數值類實驗數據存儲標準。1.1針對火花放電原子發(fā)射光譜法相關標準《GB/T14203-1993鋼鐵及合金光電發(fā)射光譜分析法通則》規(guī)定了光電發(fā)射光譜分析法共同的一般事項。適用于鋼鐵及合金光電發(fā)射光譜分析；《GB/T4336-2016碳素鋼和中低合金鋼多元素含量的測定火花放電原子發(fā)射光譜法（常規(guī)法）》規(guī)定了用火花源原子發(fā)射光譜測定碳素鋼和中低合金鋼中碳、硅、錳、磷、硫等元素含量的方法。適用于電爐、感應爐、電渣爐、轉爐等鑄態(tài)或鍛軋樣品的分析；《GB/T20066-2006鋼和鐵化學成分測定用試樣的取樣和制樣方法》本標準規(guī)定了生鐵、鑄鐵和鋼化學成分測定用試樣的取樣和制樣方法。這些方法分別適應于其液態(tài)和固態(tài)；《GB/T7999-2015鋁及鋁合金光電直讀發(fā)射光譜分析方法》標準規(guī)定了鋁及鋁合金中合金元素及雜質的光電直讀發(fā)射光譜分析方法等；《GB/T13966-2013分析儀器術語》標準規(guī)定了分析儀器常用的基本術語以及電化學式分析儀器、光學式分析儀器、熱學式分析儀器、質譜儀器、波譜儀器、色譜儀器、能譜和射線分析儀器、物性分析儀器、其他分析儀器及其輔助裝置的術語和定義。國外涉及標準有：《T/CSTM00120材料基因工程數據通則》；《ASTME415-17StandardTestMethodforAnalysisofCarbonandLow-AlloySteelbySparkAtomicEmissionSpectrometry》；《JISG1253-2002鋼鐵火花放電原子發(fā)射光譜分析法》；《JISH1305-2005鋁和鋁合金的光發(fā)射光譜分析法》；《JISK0116-2003發(fā)射光譜分析方法通則》等1.2針對數據存儲相關標準關于數據存儲標準，歐美等發(fā)達國家先后在國家層面制定了明確的政策以推動科學數據管理與開放共享，并且已支持形成了一批國家級的科學數據中心或高水平數據庫，利用它們持續(xù)匯聚和整合本國乃至全球科學數據資源，并向社會進行開放共享。例如美國國家標準與技術研究院（NIST）研發(fā)的材料數據管理系統(tǒng)MaterialsDataCurationSystem（MDCS）提供了一種將材料數據獲取、共享和轉換的方法。通過建立數據模板個性化組織數據，保存于非關系（NoSQL）數據庫MongoDB中，并支持存儲庫互連進行聯(lián)合搜索。通過建立數據交換協(xié)議和機制，NIST促進了更廣泛范圍內的材料數據共享和再利用，增強了數據質量和應用效果。我國從2001年啟動科學數據共享工程，逐步建立不同領域的數據共享網。由上海交通大學等34家單位共同起草的《材料基因工程數據通則》團體標準，于2019年11月正式實施，為材料數據標準體系建設研究和全面實施提供了重要參考。標準編制原則標準編制遵循“統(tǒng)一性、協(xié)調性、適用性、一致性、規(guī)范性”的原則，盡可能與國外先進標準接軌，注重標準的可操作性，本標準嚴格按照GB/T1.1-2020《標準化工作導則第1部分：標準化文件的結構和起草規(guī)則》的規(guī)定進行編寫和表述。標準主要內容3.1標準名稱本標準的中文名稱為“材料實驗數據火花放電原子發(fā)射光譜法”，英文名稱為“Materialexperimentdata—sparkdischargeatomicemissionspectrometric”。3.2標準內容建立一種適合針對火花放電原子發(fā)射光譜法實驗數據存儲標準，指導在規(guī)范數據的產生過程中收集相應信息與遵循一定格式，以確保數據滿足FAIR原則，從而可以得到充分有效的共享，并可應用于大數據、人工智能等領域。本標準針對材料科學在數據驅動模式下對實驗數據的存儲需求，并結合具體的火花放電原子發(fā)射光譜儀器及實驗數據模板，針對火花放電原子發(fā)射光譜法可輸出的化學成分結果，將火花放電原子發(fā)射光譜法實驗數據需要存儲的內容分為一般要求與實驗數據信息，數據存儲的一般要求主要為數據來源、樣品標識符與相關關鍵信息，實驗數據則包括樣品信息、儀器參數、工作參數以及分析結果。四、與國內、外同類標準水平對比情況無直接相關標準。五、與有關的現行法律、法規(guī)和強制性標準的關系本部分編制原則符合國家的有關法規(guī)法律，與強制性標準協(xié)調一致。六、重大分歧意