T_CSTM 00839-2022 材料基因工程术语.pdf

ICS 01.040.01 CCS A 20 团 体 标 准 T/CSTM 008392022 材料基因工程 术语 Materials genome engineering-Terminology 2022-08-29 发布 2022-11-29 实施 中关村材料试验技术联盟 学兔兔 标准下载T/CSTM 008392022 I 前 言 本文件参照 GB/T 1.1-2020 标准化工作导则 第 1 部分：标准化文件的结构和起草规则 和 GB/T 20001.1 标准编写规则 第 1 部分：术语的规定起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由中国材料与试验团体标准委员会材料基因工程领域委员会（CSTM/FC97）提出。本 文 件 由 中 国 材 料 与 试 验 团 体 标 准 委 员 会 材 料 基 因 工 程 领 域 委 员 会 通 则 技 术 委 员 会（CSTM/FC97/TC01）归口。学兔兔 标准下载T/CSTM 008392022 1 引 言 材料基因工程是材料研发的新趋势。近年随着对材料的深入认识、快速发展的人工智能、数据库与材料研发相结合，出现这一新型的研究范式，即以数据驱动的科学第四范式。同时，围绕材料基因工程领域随之涌现，层出不穷的各类新术语。然而材料基因工程发展目前尚处于初级阶段，各类术语表述不一，同一术语表述不同。从科学发展过程可以看出，只有标准的术语才能保证行业规范和健康发展。所以统一术语将有助于推动材料基因工程发展，促进材料学术交流，方便文献检索，推动材料数据库建设，因此有必要建设术语标准。从科学化、标准化、规范化的角度，收集和统计材料设计、开发、生产、计算、表征、数据、应用到评价等各环节中的术语，对材料数据生产、采集、汇交、存储、检索、交互、挖掘、计算、安全、质量、共享、知识产权等各方面起到标准约束和统一要求。本术语标准收集的词条来自于从 2008 年以来，Web of Science 引文索引数据库、专利数据库、标准数据库、国内外学术会议数据库检索统计的高频词。从这些材料基因工程领域使用频繁的术语中剔除了常见材料术语，保留材料基因工程相关紧密的术语。材料基因工程是一种新兴的材料研究模式，具有高度学科交叉性和学术前瞻性。为了体现这些特性，术语选择原则是必须体现材料基因工程的特点和热点方向。本标准收集的术语根据通则类、计算类、数据类、制备类、表征类、应用类分成 6 类术语。在术语基础上衍生的词条以同一索引号下多级编号，形成分层关系。通过分类和分层实现材料基因工程术语体系建设。术语建设必须具备开放性。术语体系建设不是一蹴而就，一劳永逸，需要不断更新和扩展，所以本术语标准将与时俱进，调整和补充材料基因工程领域的术语，保证实时体现材料基因工程特点。通过建立材料基因工程术语标准，实现示范材料的通用标准、分类标准以及技术标准，从而形成材料的系列术语体系，既反映材料基因工程的热点和特点，又支持材料数据库技术研究和大数据技术研究工作，共同支撑新材料数据平台的建设，提升新材料产业自主创新能力和综合竞争力。学兔兔 标准下载T/CSTM 008392022 1 材料基因工程 术语 1 范围 本文件界定了材料基因工程领域中的通用类、计算类、数据类、制备类、表征类、应用类术语规范性表述。本文件适用于材料基因工程领域的科学研究、教学和应用。2 规范性引用文件 本文件没有规范性引用文件。3.词条分类 材料基因工程术语词条按通用类、计算类、数据类、制备类、表征类和应用类分类。4 词条要素.1 词条要素构成 每类术语包括若干词条。每个词条由必需的要素构成，包括索引号，一个术语或者几个同义术语和缩写，定义。同一个术语可由不同领域的词条定义，一个词条可以包括注解或者便于理解概念的示例。每个词条根据需要，可以增减一些要素。词条按照以下顺序包括如下要素：a)索引号（对发布的本文件所有语言是公共的）b)术语或者某语言中首选术语；c)首选术语（根据GB/T4880.1-2005的规则标明）；d)术语的缩写；e)许可的同义术语；f)定义的正文；g)来源；h)参见；i)注解；j)示例。4.2 定义中黑体字的用法 术语在定义、注解、示例中用黑体字印刷时，表示该术语已在其他词条定义过。4.3 定义中尖括弧的用法 对于一些具有普遍含义的术语，在术语定义句首，放在尖括弧的文字指明该术语的特定应用范围或者领域。4.4 定义中方括弧的用法 定义之后的方括弧文字指明该术语定义来源，术语词典及版本详细信息参考附件文献列表。5.术语和定义 5.1 通用类 5.1.1 学兔兔 标准下载T/CSTM 008392022 2 材料基因工程 materials genome engineering 一种材料科学的新型研发理念，颠覆了传统的“试错法”，以“数据人工智能”为标志的数据驱动模式，实现新材料及工艺的理性设计和研究。在此模式下，材料研究活动围绕数据产生与数据处理展开，使掌握成分-组织-工艺-性能间关联规律的速度更快、效率更高、成本更少。5.1.2 大数据 big data 具有体量巨大、来源多样、生成极快且多变等特征，并且难以用传统数据体系结构有效处理的包含大量数据集的数据。注：国际上，大数据的4个特征直接用volume、variety、velocity、variability予以表述，分别赋予它们在大数据语境下的定义。来源：GB/T 35295-2017，2.1.1 5.1.3 数据集 data set 集合数据记录汇聚形式。5.1.4 元数据 meta data 关于数据的数据。来源：GB/T19710-2005,4.5 注：包括描述材料样品信息、源数据、衍生数据的数据，描述数据的内容、产生、应用、共享、联系以及其他特征，帮助人们更好获取、管理、认识、利用数据。5.1.5 材料数据 materials data 反映材料成分、结构、性能的各类数据，来自于实验、计算、分析、文献等途径，根据数据通则标准，分为样品信息、源数据、衍生数据，可以通过数据分析和挖掘进一步建立材料性能和数据之间的联系。5.1.5.1 材料数据集 materials dataset 面向材料应用，按照数据结构组织、存储和管理的数据集合。5.1.5.2 数据获取 data acquisition 通过实验、表征、计算、模拟等手段，采集材料成分、组织、性能、服役相关数据的过程。5.1.5.3 数据挖掘 data mining 对材料数据库中的数据通过统计、人工智能等算法进行抽取、转化、分析和模式化处理，从中提取有效的、新颖的、潜在有用的、最终可理解的材料信息和知识的过程。5.1.5.4 数据查询 data access 数据访问 用户检索、浏览数据，甚至进一步利用数据潜力的过程。5.1.5.5 数据交换 data exchange 指将源模式下的数据结构转换为目标模式下的数据结构的过程。5.1.5.6 学兔兔 标准下载T/CSTM 008392022 3 数据字典 data dictionary 对每个元数据元素和元数据实体中的中文名称、英文名称、缩写名、定义、数据类型、值域、约束/条件和最大出现次数等属性进行完整说明。通常包括数据项、数据结构、数据流、数据存储和基本加工五个部分。其中数据项是数据的最小组成单位，若干个数据项可以组成一个数据结构。通过对数据项和数据结构的定义来描述数据流、数据存储的逻辑内容。注1：(1)数据项：是不可再分的数据单位。(2)数据结构：反映了数据之间的组合关系。(3)数据流：是数据结构在系统内传输的路径。(4)数据存储：是数据结构停留或保存的地方，也是数据流的来源和去向之一。(5)基本加工：其具体处理逻辑一般用结构化语言、判定表或判定树来描述。注2：数据字典一般有手工建立和利用计算机辅助建立并维护两种形式。前者按各条目规范的格式印制、填写和处理卡片，建立索引目录;后者可编制程序来生成和管理字典，并在生成字典的同时建立字典的数据库文件，以便于字典的修改、查询和印刷。5.1.5.7 数据存储 data storage 对于材料研发领域产生的各类数据进行有效存储和管理的技术。5.1.5.8 数据评价 data evaluation 对材料数据的内容、质量、可靠性、价值、生命周期进行判断的过程 5.1.5.9 数据安全 data security 在数据的使用和交换过程中，保护在存储、处理过程中的数据不被破坏、泄露、篡改或非授权使用而采取的措施及技术。注：可以采用一定的安全机制，按照不同等级的权限对数据进行处理，保护数据所有者的权益。5.1.5.10 数据管理 data management 指对数据进行管理、维护、存储、评价、备份以及对其他用户授予数据访问权限等全面操作。5.1.5.11 数据原则 data principle 指遵循FAIR的原则，FAIR是Findable（可发现）,Accessible（可获取）,Interoperable（可互操作）,Reusable（可再利用）英文单词首字母组合。注：参见可发现(5.1.47),可获取(5.1.48),可互操作(5.1.49),可再利用(5.1.50)。5.1.6 材料基因 materials gene 形象描述决定材料性能的基本功能单位。注：迄今为止，材料科学尚无特定的、科学的、明确的、普遍的微观组织结构。5.1.6.1 材料基因组 materials genome 指决定材料性能的基本功能单位集合。注：与基因类似，材料科学尚无特定的、科学的、明确的、普遍的微观组织结构集合。5.1.7 高通量 high throughput 在材料基因工程领域，指在较短时间内处理大量样品，支持相应数据的技术体系，具有微量、快速、灵敏和准确等特点，相关技术可应用于材料制备、材料表征、材料计算、材料筛选等方向。学兔兔 标准下载T/CSTM 008392022 4 5.1.7.1 高通量技术 high throughput technology 高通量方法 high throughput method 借鉴生物研究理念，材料研究中如何实现高通量、多任务、多通道、高并发等目的的技术。5.1.7.2 高通量工艺开发 high throughput process development 为了实现快速处理目的，研发高通量技术（5.1.7.1）的过程。5.1.7.3 高通量计算材料基础设施 high throughput computational materials infrastructure 通过计算机网络，将高性能计算、海量数据、和人工智能算法或工具的有效集成,建立起适合高通量材料计算筛选的信息化基础设施或者平台，包括能用于实现高通量材料计算的各种资源、软件和设备等。5.1.7.4 高通量实验 high throughput experiment 材料基因工程方法之一,不同于传统样品制备实验手段。这一方式借鉴生物和制药研究方法，以小尺寸，大批量、并行特征的实验新型手段应用于材料研发，具有快速、灵敏、准确、高效率特点。5.1.7.5 高通量合成 high throughput synthesis 指基于多通道、并行手段合成制备材料样品的技术和方法。5.1.7.6 高通量制造 high throughput fabrication 指通过同步并行方式实现大批量材料生产。5.1.7.7 高通量计算 high throughput calculation 区别于传统计算方法，能够并行大批量实现计算目标的高效率计算技术。5.1.7.8 高通量表征 high throughput characterization 区别于传统表征方法，能够并行大批量实现材料样品分析的高效率表征技术。5.1.7.9 高通量分析 high throughput analysis 以微板形式作为分析载体，自动化操作系统执行分析过程，灵敏快速的检测仪器采集实验结果数据，计算机分析处理实验数据，在同一时间检测数以