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大數據的概念正在快速普及。目前被公認的是，大數據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，大數據是繼實(shí)驗、理論推演、計算機模擬之后，人類(lèi)獲取知識的“第四范式”。為了研究大數據對于材料和制造業(yè)的影響，美國國家科學(xué)院（NAS）發(fā)布了《材料研究與開(kāi)發(fā)中的大數據》報告。報告中美國各主要研究機構負責人都對大數據對材料研發(fā)的影響提出了各自的觀(guān)點(diǎn)與看法。

1、橡樹(shù)嶺國家實(shí)驗室主任Thom Mason：大數據中的物理

　　Mason認為，不同學(xué)科對于數據計算量的需求不同，例如高能物理對數據計算量的需求就遠遠大于中子源。盡管如此，數據的增長(cháng)速度還是超過(guò)了計算能力的增長(cháng)速度。橡樹(shù)嶺國家實(shí)驗室（ORNL）是能源部最大的科學(xué)和能源實(shí)驗室，而材料科學(xué)幾乎滲透了ORNL所有的研究領(lǐng)域。如Titan高性能計算系統對物理、生物和化學(xué)系統進(jìn)行了建模與仿真，每天的數據處理量是極其龐大的。

　　除了科學(xué)研究之外，ORNL還將大數據引入了產(chǎn)業(yè)應用領(lǐng)域。例如為了追求更高燃料效率，ORNL與通用汽車(chē)合作開(kāi)發(fā)的新型熱電材料；與BMI合作開(kāi)發(fā)的新型組件以降低重型卡車(chē)的燃料效率；與波音公司合作開(kāi)發(fā)的運輸機設計和開(kāi)發(fā)計算模型等。

　　大數據在ORNL的制造業(yè)示范設施（Manufacturing Demonstration Facility）中的應用。以發(fā)動(dòng)機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，利用中子散射測試原子間距，更好地理解殘余應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)為設計汽車(chē)。該項目的重點(diǎn)在于新材料開(kāi)發(fā)和增材制造。目前已經(jīng)實(shí)現利用增材和減材制造技術(shù)，制造了大型（超過(guò)20 m）碳增強聚合物。

2、空軍研究實(shí)驗室集成計算材料科學(xué)與工程主任Charles Ward：材料基因組計劃與大數據

　　Ward認為，材料產(chǎn)業(yè)擁有全球最好的材料數據庫。以通用電氣航空集團開(kāi)發(fā)的R65合金為例，以數據驅動(dòng)的材料開(kāi)發(fā)，可節省時(shí)間和成本50%。

　　Ward并以晶體學(xué)開(kāi)發(fā)數據庫（CrystallographicOpen Database）等為例說(shuō)明了材料數據庫的進(jìn)展情況。晶體學(xué)開(kāi)發(fā)數據庫存儲了超過(guò)25萬(wàn)種化合物和礦物。國際晶體學(xué)聯(lián)合會(huì )（International Union of Crystallography）通過(guò)期刊得到了數據授權，Crystmet數據庫擁有15萬(wàn)種金屬以及金屬間化合物結構數據，劍橋結構數據庫（Cambridge Structural Database）則擁有70萬(wàn)種有機物和金屬有機物結構，以及10萬(wàn)種大分子結構。

　　Ward認為，材料數據主要面臨如下挑戰：①材料應用范圍極廣，但是沒(méi)有政府資助的機構主導材料研究和開(kāi)發(fā)活動(dòng)；②材料具有幾乎無(wú)限的設計可變性，但幾乎沒(méi)有參考數據集，使得標準化數據描述方面非常困難；③許多技術(shù)領(lǐng)域都涉及到材料研究與應用，但是相關(guān)詞匯表不統一；④知識產(chǎn)權保護使得數據分享非常困難；⑤材料對于經(jīng)濟和國家安全至關(guān)重要，經(jīng)常面臨出口保護。

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

　　據Irving 介紹，集成計算材料工程（ICME-Net）網(wǎng)絡(luò )是通用電氣與MIT合作開(kāi)發(fā)的一個(gè)項目。

　　建設ICME-Net 的主要目的包括：

　　①使得處于不同物理空間的研究人員能夠針對ICME 技術(shù)進(jìn)行合作開(kāi)發(fā)、測試、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、復雜的模擬仿真建設；

　　④吸引和維持ICME研究團體；

　　⑤提供兩種模式（包括開(kāi)源和保留知識產(chǎn)權）的技術(shù)及最佳實(shí)踐的獲取機會(huì )。

　　目前項目已經(jīng)進(jìn)入了第二期，GE/MIT合作開(kāi)發(fā)的生態(tài)系統平臺技術(shù)正在為ICME-Net開(kāi)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)數據、網(wǎng)絡(luò )化數據、信息及活動(dòng)

　　據Davis介紹，2006年成立的智能制造業(yè)領(lǐng)導聯(lián)盟（Smart ManufacturingLeadership Coalition，SMLC）利用產(chǎn)業(yè)驅動(dòng)戰略使得制造企業(yè)獲取了更多信息。目前SMLC最關(guān)注的問(wèn)題就是應用。制造企業(yè)普遍希望共享的是服務(wù)或應用，而非專(zhuān)有數據。作為UCLA的首席技術(shù)官，Davis與企業(yè)接觸過(guò)程中發(fā)現企業(yè)關(guān)注的重點(diǎn)在于智能制造、信息物理系統和物聯(lián)網(wǎng)。在與信息技術(shù)企業(yè)接觸過(guò)程中發(fā)現，這類(lèi)企業(yè)關(guān)注的重點(diǎn)在于資源規劃、大數據、云計算和移動(dòng)通信等。隨后Davis列舉了包括Praxair智能制造系統及通用動(dòng)力智能制造系統等案例說(shuō)明了大數據在智能制造系統中的作用。

　　Davis認為智能制造系統的基礎是測試床方法。SMLC面臨的主要問(wèn)題包括：智能機器的操作、高保真建模、動(dòng)態(tài)決策、企業(yè)和供應鏈決策、設計及計劃等。而這所有的一切都屬于數據密集型的，需要一個(gè)框架來(lái)有效管理這些數據。

　　Davis認為，智能制造的智能主要有以下特征：應用程序可以共享數據，數據可以共享應用程序，應用程序可以互相連接以執行同行業(yè)企業(yè)的行為和觀(guān)點(diǎn)；通過(guò)結構化的自適應、自治來(lái)規范化決策的工作流程；全供應鏈中可操作的數據、信任和透明性；在線(xiàn)實(shí)時(shí)的材料、產(chǎn)品和活動(dòng)的認證；在線(xiàn)實(shí)時(shí)的多維度（包括商業(yè)、運營(yíng)、供應鏈、消費者、維護、能源等）性能及適應措施；跨企業(yè)的數據操作以提高性能；制造業(yè)設計模型的改進(jìn)等。

5、DARPA技術(shù)顧問(wèn)Jesse Margiotta：開(kāi)放式制造業(yè)集成計算材料工程開(kāi)發(fā)的數據需求

 美國國防部高級研究計劃局（DARPA）開(kāi)放式制造業(yè)計劃的指導思想主要包括：在早期開(kāi)發(fā)過(guò)程中識別關(guān)鍵參數，變化和限制；減少測試和開(kāi)發(fā)迭代；預測關(guān)鍵點(diǎn)的概率性能；為新技術(shù)或認證過(guò)程建立信心；加速工藝成熟速度和系統化工藝重新評估。

 Margiotta介紹了DARPA與霍尼韋爾航空航天集團等合作伙伴針對粉末床熔融增材制造工藝（特別是直接金屬激光燒結）快速檢驗項目。一般方法包含以下元素：參數化的制造工藝；在制造過(guò)程中引入新型傳感器；設計ICME技術(shù)將工藝和材料特性關(guān)聯(lián)起來(lái)；應用嚴格的模型驗證以研究置信區間。用這種方式將工藝參數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)，他認為這種技術(shù)利用了工藝-微結構-性能模型對制造工藝進(jìn)行了模擬仿真。Margiotta指出，目前對制造工藝的模擬仿真所耗費的時(shí)間太久了，一般在幾天至一周左右，因此需要進(jìn)一步開(kāi)發(fā)相關(guān)工具并進(jìn)行簡(jiǎn)化。

 ICME概念包含如下元素：①密集計算、基于物理的模型以實(shí)現對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微結構模型預測了壓力、晶粒尺寸、應變硬化以及其它變量；④屈服強度預測工具；⑤針對不確定性進(jìn)行量化，以研究工藝和特性之間的關(guān)系等。

6、美國陸軍研究實(shí)驗室材料工程師Wayne Ziegler：材料信息系統

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

 Ziegler認為成功的數據管理計劃利用了系統工程方法，并包括四大要素：數據獲取、分析、安置、維護。由于人員流動(dòng)性及國防預算的變化無(wú)常，美國國防部歷來(lái)在維護和管理材料及工藝數據項目上存在困難。美國航空航天局（NASA）在嚴格的材料數據管理方面也擁有悠久的歷史，NASA歷史上的幾大災難也與材料問(wèn)題有關(guān)。因此美國陸軍研究實(shí)驗室（ARL）與NASA合作，利用了NASA的經(jīng)驗和信息技術(shù)基礎設施資源，并總結了相關(guān)經(jīng)驗教訓。目前對于開(kāi)發(fā)材料數據和管理計劃的主要挑戰在于：缺乏指導、缺乏合適的資源、缺乏具有投資回報的商業(yè)案例、缺乏共識（并非所有公司或機構認為應該分享數據，并且文化價(jià)值取向急需調整）。

 Ziegler認為，當前目標是建立國防部材料和工藝信息資源。目前國防部的相關(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（Materialsand Processes Technical Information System，MAPTIS）的一個(gè)獨立組件存在。目前MSAT項目與DARPA及其主導的開(kāi)放式制造業(yè)項目保持著(zhù)緊密的合作。

 Ziegler認為，建立完整的材料信息系統需要進(jìn)行如下步驟：定義數據集、定義數據管理模式、開(kāi)發(fā)數據導入摸版、利用模板導入數據、管理數據、定義用例等。在介紹MSAT時(shí)，他指出MSAT在建立之初的目標是利用可用數據進(jìn)行項目或研究決策被稱(chēng)為選擇和分析工具，因此被稱(chēng)為選擇和分析工具。因此MSAT在應用、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(mén)主任Julie Christodoulou：輕質(zhì)和現代金屬制造業(yè)創(chuàng )新研究所—材料、制造業(yè)及數據應用

 Christodoulou在談到LM3II的目標時(shí)，強調在設計和開(kāi)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(lài)聯(lián)邦政府的投入。所以必須從現在開(kāi)始尋求轉變的機遇，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)數據開(kāi)放和獲取的主要負責人。他指出，從不同科學(xué)學(xué)科的角度來(lái)看，從科學(xué)期刊中獲取數據很困難，但并非不可能。這是許多歷史原因導致的，并非實(shí)際限制，例如數據存儲非常方便且成本也不高。實(shí)際阻礙數據獲取的障礙在于文化價(jià)值取向、缺乏數據存儲地點(diǎn)、缺乏數據標準、缺乏對管理數據集的資助等等。白宮已經(jīng)在著(zhù)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一數據格式，并且作者擁有恰當的產(chǎn)權。

 Stebbins認為僅僅是做到論文流通還不夠，還必須做到實(shí)際數據的流通。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卻不甚明了，而發(fā)布數據這種方式可以明晰個(gè)人對整體論文的貢獻度。在某些領(lǐng)域，發(fā)布數據可能并不可行也沒(méi)有用，但在生物學(xué)等其他領(lǐng)域，卻能極大地加快開(kāi)發(fā)速度。在材料科學(xué)領(lǐng)域發(fā)布數據的作用如何還有待研究，在鼓勵數據發(fā)布之前，必須仔細研究所有潛在的優(yōu)點(diǎn)、不可預料的后果、可能的危害。

 Stebbins指出，因為受到了聯(lián)邦法律的限制，政府在推動(dòng)數據共享方面的影響力不足。舉例來(lái)說(shuō)，拜杜法案就保護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)數據共享方面也缺乏經(jīng)驗。

隱石檢測擁有一批在業(yè)內取得顯著(zhù)成就的專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員，在行業(yè)內有著(zhù)豐富的檢測經(jīng)驗。秉承著(zhù)專(zhuān)注、專(zhuān)業(yè)、高效、想客戶(hù)所想的理念，公司積極增加項目和完善更先進(jìn)的測試儀器設備，保障每一個(gè)檢測，分析，研發(fā)任務(wù)優(yōu)質(zhì)高效的完成。同時(shí)通過(guò)專(zhuān)業(yè)所長(cháng),為全球數萬(wàn)家優(yōu)質(zhì)客戶(hù)提供最及時(shí)的行業(yè)技術(shù)標準信息，和更高精尖的分析檢測解決方案。

　　隱石檢測分別成立了閥門(mén)實(shí)驗室，腐蝕實(shí)驗室，金相實(shí)驗室，力學(xué)實(shí)驗室，無(wú)損實(shí)驗室，耐候老化實(shí)驗室。從事常壓儲罐檢測，鍋爐能效檢測，金屬腐蝕檢測，SSC應力腐蝕檢測，HIC抗氫致開(kāi)裂檢測，閥門(mén)檢測，應力應變檢測，無(wú)損探傷檢測，機械設備檢測，金相分析，石墨烯納米材料檢測，水質(zhì)檢測，油品檢測涉及的服務(wù)范圍已廣泛覆蓋到鋼鐵材料，有色金屬材料，石油化工設備，通用機械設備，冶金礦石，建筑工程材料、航空航天材料，高鐵船舶材料，汽車(chē)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;雙重認可。