一種材料信息云服務(wù)系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種材料信息云服務(wù)系統(tǒng)，包括：材料數(shù)據(jù)搜集層，云服務(wù)層和應(yīng)用層；材料數(shù)據(jù)搜集層包括離散分布的多個材料數(shù)據(jù)產(chǎn)生設(shè)備，其中，每個材料數(shù)據(jù)產(chǎn)生設(shè)備用于各自采集材料數(shù)據(jù)發(fā)送給云服務(wù)層；云服務(wù)層，用于接收到材料數(shù)據(jù)后，基于預(yù)設(shè)分析規(guī)則分析材料數(shù)據(jù)以形成多個材料數(shù)據(jù)分析結(jié)果；應(yīng)用層，用于從云服務(wù)層獲取所需材料數(shù)據(jù)和所需材料數(shù)據(jù)的材料數(shù)據(jù)分析結(jié)果。本發(fā)明有效解決了現(xiàn)有材料數(shù)據(jù)的應(yīng)用局限性較大的技術(shù)問題。加速了新材料研發(fā)進(jìn)程，節(jié)省了新材料研發(fā)時間。
【專利說明】
一種材料信息云服務(wù)系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明涉及材料信息領(lǐng)域，尤其涉及一種材料信息云服務(wù)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，對材料的性能和新材料的研發(fā)速度要求越來越高。希望加速新材料的研發(fā)速度，降低新材料的研發(fā)成本。隨著高通量組合材料芯片技術(shù)在介電、超導(dǎo)和巨磁阻材料等領(lǐng)域取得突破后，材料基因工程技術(shù)研究得到了高度重視。
[0003]目前材料領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀是各自為營，科研團(tuán)體和機(jī)構(gòu)之間缺乏交流和信息的共享，導(dǎo)致一些重復(fù)實(shí)驗(yàn)的產(chǎn)生，造成不必要的時間和成本的浪費(fèi)。而且，材料領(lǐng)域傳統(tǒng)的試錯式實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行，費(fèi)時費(fèi)力且成功率低。
[0004]通過一個基片上同時進(jìn)行多個實(shí)驗(yàn)的高通量實(shí)驗(yàn)設(shè)備大大加速了材料試驗(yàn)的進(jìn)程，逐漸產(chǎn)生海量材料數(shù)據(jù)，現(xiàn)在對海量材料數(shù)據(jù)的處理局限于高通量實(shí)驗(yàn)設(shè)備本身，應(yīng)用局限于應(yīng)用高通量實(shí)驗(yàn)設(shè)備的用戶，因此由于高通量實(shí)驗(yàn)設(shè)備的處理能力有限且高通量實(shí)驗(yàn)設(shè)備得到的材料數(shù)據(jù)有限，因此現(xiàn)有材料數(shù)據(jù)的應(yīng)用局限性較大，進(jìn)而制約了新材料研發(fā)進(jìn)程。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明實(shí)施例通過提供一種材料信息云服務(wù)系統(tǒng)，解決了現(xiàn)有材料數(shù)據(jù)的應(yīng)用局限性較大的技術(shù)問題。
[0006]本發(fā)明實(shí)施例提供的一種材料信息云服務(wù)系統(tǒng)，包括:材料數(shù)據(jù)搜集層，云服務(wù)層和應(yīng)用層;所述材料數(shù)據(jù)搜集層包括離散分布的多個材料數(shù)據(jù)產(chǎn)生設(shè)備，其中，每個所述材料數(shù)據(jù)產(chǎn)生設(shè)備用于各自采集材料數(shù)據(jù)發(fā)送給所述云服務(wù)層;所述云服務(wù)層，用于接收到所述材料數(shù)據(jù)后，基于預(yù)設(shè)分析規(guī)則分析所述材料數(shù)據(jù)以形成多個材料數(shù)據(jù)分析結(jié)果;所述應(yīng)用層，用于從所述云服務(wù)層獲取所需材料數(shù)據(jù)和/或所述所需材料數(shù)據(jù)的材料數(shù)據(jù)分析結(jié)果。
[0007]優(yōu)選的，所述多個材料數(shù)據(jù)產(chǎn)生設(shè)備包括:
[0008]材料研發(fā)設(shè)備組，用于上傳原始材料數(shù)據(jù)給所述云服務(wù)層;和
[0009]應(yīng)用設(shè)備組，用于上傳第三方用戶材料數(shù)據(jù)給所述云服務(wù)層。
[0010]優(yōu)選的，所述材料研發(fā)設(shè)備組包括:
[0011]至少一個高通量制備設(shè)備，用于上傳包括制備成分組成、制備條件、制備工藝、制備設(shè)備信息中的至少一種所述原始材料數(shù)據(jù)至所述云服務(wù)層;和/或
[0012]至少一個高通量表征設(shè)備，用于上傳包括材料成分表征數(shù)據(jù)、材料結(jié)構(gòu)表征數(shù)據(jù)、材料光學(xué)性質(zhì)表征數(shù)據(jù)、材料電磁學(xué)性質(zhì)表征數(shù)據(jù)、微區(qū)熱力學(xué)性能表征數(shù)據(jù)、微區(qū)電化學(xué)性能表征數(shù)據(jù)、微區(qū)力學(xué)性質(zhì)表征數(shù)據(jù)、微區(qū)磁學(xué)性能表征數(shù)據(jù)、催化性能表征數(shù)據(jù)中的至少一種所述原始材料數(shù)據(jù)至所述云服務(wù)層。
[0013]優(yōu)選的，所述材料研發(fā)設(shè)備組中的每個材料研發(fā)設(shè)備上設(shè)置有設(shè)備傳感器；
[0014]所述設(shè)備傳感器用于搜集所在材料研發(fā)設(shè)備的設(shè)備相關(guān)信息上傳給所述云服務(wù)層，其中，所述設(shè)備相關(guān)信息包括所述所在材料研發(fā)設(shè)備的使用頻率數(shù)據(jù)、部件運(yùn)行狀況數(shù)據(jù)、工作環(huán)境狀況數(shù)據(jù)中的至少一種。
[0015]優(yōu)選的，所述云服務(wù)層，包括:
[0016]數(shù)據(jù)分類模塊，用于基于預(yù)設(shè)分類規(guī)則分類所述材料數(shù)據(jù)以形成分類后材料數(shù)據(jù)；
[0017]數(shù)據(jù)處理模塊，用于基于預(yù)設(shè)分析規(guī)則對每類所述分類后材料數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，以生成所述多個材料數(shù)據(jù)分析結(jié)果；
[0018]索引建立模塊，用于建立所述多個材料數(shù)據(jù)分析結(jié)果的數(shù)據(jù)索引以形成數(shù)據(jù)索引表；
[0019]通信模塊，用于將所述所需材料數(shù)據(jù)和所述所需材料數(shù)據(jù)的材料數(shù)據(jù)分析結(jié)果傳輸給所述應(yīng)用層。
[0020]優(yōu)選的，所述數(shù)據(jù)分類模塊，具體用于:
[0021]基于多尺度分類規(guī)則分類所述材料數(shù)據(jù)以形成所述分類后材料數(shù)據(jù);或
[0022]基于構(gòu)效關(guān)系在單一尺度分類規(guī)則內(nèi)分類所述材料數(shù)據(jù)以形成所述分類后材料數(shù)據(jù);或
[0023]基于功能材料分類規(guī)則分類所述材料數(shù)據(jù)以形成所述分類后材料數(shù)據(jù)。
[0024]優(yōu)選的，所述云服務(wù)層還包括:
[0025]數(shù)據(jù)存儲模塊，用于存儲每類所述分類后材料數(shù)據(jù)至相應(yīng)材料數(shù)據(jù)庫。
[0026]優(yōu)選的，所述數(shù)據(jù)處理模塊，具體用于:
[0027]對每類所述分類后材料數(shù)據(jù)基于聚類分析、關(guān)聯(lián)規(guī)則分析、時間序列分析中的至少一種進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，以生成所述多個材料數(shù)據(jù)分析結(jié)果。
[0028]優(yōu)選的，所述應(yīng)用層包括:
[0029]查詢模塊，用于查詢所述所需材料數(shù)據(jù)是否存在于所述數(shù)據(jù)索引表中；
[0030]呈現(xiàn)模塊，用于若所述所需材料數(shù)據(jù)存在于所述數(shù)據(jù)索引表中，則接收并呈現(xiàn)所述所需材料數(shù)據(jù)和/或所述所需材料數(shù)據(jù)的材料數(shù)據(jù)分析結(jié)果。
[0031]優(yōu)選的，所述呈現(xiàn)模塊，具體用于:
[0032]通過所述通信模塊與所述云服務(wù)層進(jìn)行數(shù)據(jù)交易后，接收并呈現(xiàn)所述所需材料數(shù)據(jù)和/或所述所需材料數(shù)據(jù)的材料數(shù)據(jù)分析結(jié)果，或
[0033]通過無償共享方式接收并呈現(xiàn)所述所需材料數(shù)據(jù)和/或所述所需材料數(shù)據(jù)的材料數(shù)據(jù)分析結(jié)果。
[0034]本發(fā)明實(shí)施例中提供的一個或多個技術(shù)方案，至少具有如下技術(shù)效果或優(yōu)點(diǎn):
[0035]由于材料數(shù)據(jù)搜集層通過將離散分布的多個材料數(shù)據(jù)產(chǎn)生設(shè)備的材料數(shù)據(jù)發(fā)送給云服務(wù)層，所有材料數(shù)據(jù)能夠匯集到云服務(wù)層，則材料數(shù)據(jù)搜集層為云服務(wù)層提供了材料數(shù)據(jù)源支撐，云服務(wù)層接收到來自不同材料數(shù)據(jù)產(chǎn)生設(shè)備的材料數(shù)據(jù)后基于預(yù)設(shè)分析規(guī)則分析材料數(shù)據(jù)以形成多個材料數(shù)據(jù)分析結(jié)果;應(yīng)用層從云服務(wù)層獲取所需材料數(shù)據(jù)和所需材料數(shù)據(jù)的材料數(shù)據(jù)分析結(jié)果，從而云服務(wù)層為應(yīng)用層提供了材料分析信息支撐。實(shí)現(xiàn)了不同材料研發(fā)團(tuán)隊(duì)之間的信息共享，并且經(jīng)過云服務(wù)層進(jìn)行材料數(shù)據(jù)分析有效篩選出有用信息，云服務(wù)層向應(yīng)用層提供所需材料數(shù)據(jù)和所需材料數(shù)據(jù)的材料數(shù)據(jù)分析結(jié)果，因此研究者在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)前能夠從云服務(wù)層檢索所需材料數(shù)據(jù)，若云服務(wù)層已經(jīng)存在所需材料數(shù)據(jù)就只需從服務(wù)層獲取，避免了閉門研發(fā)的情況，進(jìn)而應(yīng)用層獲取的材料數(shù)據(jù)還能成為材料研發(fā)設(shè)備進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)。從而三層架構(gòu)之間相互支撐、相輔相成，有效進(jìn)行了材料信息的共享，有效解決了現(xiàn)有材料數(shù)據(jù)的應(yīng)用局限性較大的技術(shù)問題。進(jìn)而避免了進(jìn)行重復(fù)性實(shí)驗(yàn)、試錯式實(shí)驗(yàn)，能加速新材料研發(fā)進(jìn)程，節(jié)省了新材料研發(fā)時間。
[0036]進(jìn)一步，由于向云服務(wù)層上傳材料數(shù)據(jù)的包括材料研發(fā)設(shè)備、應(yīng)用設(shè)備，應(yīng)用設(shè)備將多余數(shù)據(jù)(第三方用戶材料數(shù)據(jù))上傳給云服務(wù)層，材料研發(fā)設(shè)備將原始材料數(shù)據(jù)上傳給云服務(wù)層，從而構(gòu)成了完整、全面的材料數(shù)據(jù)庫，應(yīng)用設(shè)備成為云服務(wù)層的材料數(shù)據(jù)應(yīng)用和產(chǎn)生者，加速了材料數(shù)據(jù)的更新傳播，進(jìn)一步加速了新材料研發(fā)進(jìn)程。
[0037]進(jìn)一步，由于應(yīng)用層與云服務(wù)層進(jìn)行數(shù)據(jù)交易后接收并呈現(xiàn)所述所需材料數(shù)據(jù)和/或所需材料數(shù)據(jù)的材料數(shù)據(jù)分析結(jié)果，因此研究者進(jìn)行實(shí)驗(yàn)之前可以通過材料信息云服務(wù)系統(tǒng)進(jìn)行檢索到所需材料數(shù)據(jù)則只需使用少量成本購買而無需重復(fù)開發(fā)，節(jié)省了新材料研發(fā)時間，以低成本提高了材料的研發(fā)速率。
【附圖說明】
[0038]為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)提供的附圖獲得其他的附圖。
[0039]圖1為本發(fā)明實(shí)施例中材料信息云服務(wù)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0040]為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0041]參考圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例提供的一種材料信息云服務(wù)系統(tǒng)，包括:材料數(shù)據(jù)搜集層I，云服務(wù)層2和應(yīng)用層3。
[0042]材料數(shù)據(jù)搜集層I包括離散分布的多個材料數(shù)據(jù)產(chǎn)生設(shè)備，其中，每個材料數(shù)據(jù)產(chǎn)生設(shè)備用于各自采集材料數(shù)據(jù)發(fā)送給云服務(wù)層2;云服務(wù)層2，用于基于預(yù)設(shè)分析規(guī)則分析接收到的材料數(shù)據(jù)以形成多個材料數(shù)據(jù)分析結(jié)果;應(yīng)用層3用于從云服務(wù)層2獲取所需材料數(shù)據(jù)和/或所需材料數(shù)據(jù)的材料數(shù)據(jù)分析結(jié)果。
[0043]具體的，多個材料數(shù)據(jù)產(chǎn)生設(shè)備包括材料研發(fā)設(shè)備組和應(yīng)用設(shè)備。其中，材料研發(fā)設(shè)備組用于上傳原始材料數(shù)據(jù)給云服務(wù)層2，應(yīng)用設(shè)備用于上傳第三方用戶材料數(shù)據(jù)給云服務(wù)層2。在具體實(shí)施過程中，材料研發(fā)設(shè)備組中的所有材料研發(fā)設(shè)備、所有應(yīng)用設(shè)備以獨(dú)立或多個組合后離散分布在不同地域的不同網(wǎng)絡(luò)。
[0044]材料研發(fā)設(shè)備組包括至少一個高通量制備設(shè)備和/或至少一個高通量表征設(shè)備:
[0045]高通量制備設(shè)備上傳的原始材料數(shù)據(jù)包括:制備成分組成、制備條件、制備工藝、制備所用設(shè)備信息中的至少一種。具體的，高通量制備設(shè)備為一個基片上可以同時制備多個不同成分的材料的制備設(shè)備。比如高通量制備設(shè)備為高通量磁控濺射組合材料沉積設(shè)備。高通量磁控濺射組合材料沉積設(shè)備是全自動制備各種組合材料芯片的裝備，除裝、取片為手動外，其余過程可按預(yù)先設(shè)定程序自動、連續(xù)完成，用于各種非強(qiáng)導(dǎo)磁(比如:金屬或非金屬/半導(dǎo)體)材料的組合材料芯片制備。該高通量磁控濺射組合材料沉積設(shè)備在保證沉積膜層的穩(wěn)定性、重復(fù)性和一致性的同時所有參數(shù)數(shù)據(jù)化，該高通量磁控濺射組合材料沉積設(shè)備將制備各種組合材料芯片過程中的信息為原始材料數(shù)據(jù)上傳給云服務(wù)層2。
[0046]高通量表征設(shè)備用于上傳給云服務(wù)層2的原始材料數(shù)據(jù)包括:材料成分表征數(shù)據(jù)、材料結(jié)構(gòu)表征數(shù)據(jù)、材料光學(xué)性質(zhì)表征數(shù)據(jù)、材料電磁學(xué)性質(zhì)表征數(shù)據(jù)、微區(qū)熱力學(xué)性能表征數(shù)據(jù)、微區(qū)電化學(xué)性能表征數(shù)據(jù)、微區(qū)力學(xué)性質(zhì)表征數(shù)據(jù)、微區(qū)磁學(xué)性能表征數(shù)據(jù)、催化性能表征數(shù)據(jù)中的至少一種。
[0047]在具體實(shí)施過程中，材料成分表征數(shù)據(jù)為通過X射線、紫外、紅外等各個波段的電磁波譜對材料成分組成、材料結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征的數(shù)據(jù)，材料結(jié)構(gòu)表征數(shù)據(jù)為通過X射線、紫外、紅外等各個波段的電磁波譜對材料結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征的數(shù)據(jù)。材料電磁學(xué)性質(zhì)表征數(shù)據(jù)利用衰逝微波探針顯微鏡獲得。材料光學(xué)性質(zhì)表征數(shù)據(jù)用于分析半導(dǎo)體材料的禁帶寬度，微區(qū)熱力學(xué)性能表征數(shù)據(jù)用于求出熱傳導(dǎo)系數(shù);微區(qū)電化學(xué)性能表征數(shù)據(jù)對于電極、電解質(zhì)等電池、電容材料和器件的研究具有重要意義。具體的，高通量表征設(shè)備為一個基片上可以同時表征多個不同成分的材料的表征設(shè)備。比如:衰逝微波掃描探針顯微鏡(簡稱EMP)，EMP為組合材料芯片電磁學(xué)性質(zhì)定量表征的高通量表征設(shè)備，EMP通過高頻微波的衰逝波與材料樣品相互作用，引起諧振腔諧振頻率及品質(zhì)因數(shù)的改變以測得材料樣品的材料電磁學(xué)性質(zhì)表征數(shù)據(jù)。高通量制備設(shè)備后續(xù)的高通量表征設(shè)備組成，銜接在一起的每個高通量表征。
[0048]材料研發(fā)設(shè)備組還包括一種情況為:高通量制備設(shè)備和銜接在設(shè)備、每個高通量表征設(shè)備產(chǎn)生的原始材料數(shù)據(jù)均自動上傳到服務(wù)器層2，形成更完整、全面的原始材料數(shù)據(jù)。
[0049 ]應(yīng)用設(shè)備包括:研究中心的應(yīng)用設(shè)備、材料協(xié)同創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)中心的應(yīng)用設(shè)備、第三方用戶的設(shè)備，第三方用戶的設(shè)備所指為既沒買設(shè)備也沒參與研究中心的的設(shè)備，比如，第三方用戶的設(shè)備一些進(jìn)行定向材料研究的企業(yè)或者研究院的計(jì)算機(jī)終端、移動終端。第三方用戶的設(shè)備上傳的第三方用戶材料數(shù)據(jù)為對應(yīng)用設(shè)備自身而言的多余數(shù)據(jù)。具體來講，應(yīng)用設(shè)備的多余數(shù)據(jù)為應(yīng)用設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘或產(chǎn)生的不需要的材料數(shù)據(jù)。
[0050]比如，某第三方用戶的設(shè)備得到鐵鈷鎳的三元相圖后，該第三方用戶的設(shè)備對鐵鈷鎳三元相圖進(jìn)行研究中只需要鐵鈷鎳三元相圖中的第一區(qū)域數(shù)據(jù)，那么除第一區(qū)域數(shù)據(jù)外的其他區(qū)域數(shù)據(jù)對于該第三方用戶的設(shè)備就是多余數(shù)據(jù)，該第三方用戶的設(shè)備將第一區(qū)域數(shù)據(jù)外的其他區(qū)域數(shù)據(jù)上傳到云服務(wù)層2，多余數(shù)據(jù)對于其他研究者來說是有用的。
[0051]進(jìn)一步的，材料研發(fā)設(shè)備組中每個材料研發(fā)設(shè)備上設(shè)置有設(shè)備傳感器，每個設(shè)備傳感器均用于搜集所在材料研發(fā)設(shè)備的設(shè)備相關(guān)信息上傳給云服務(wù)層2。云服務(wù)層2通過大數(shù)據(jù)分析、云計(jì)算等計(jì)算工具對來自多個材料研發(fā)設(shè)備的設(shè)備相關(guān)信息進(jìn)行對比分析。具體的，設(shè)備相關(guān)信息包括所在材料研發(fā)設(shè)備的使用頻率數(shù)據(jù)、部件運(yùn)行狀況數(shù)據(jù)、工作環(huán)境狀況數(shù)據(jù)中的至少一種，云服務(wù)層2通過大數(shù)據(jù)分析、云計(jì)算對設(shè)備相關(guān)信息進(jìn)行對比分析以確定哪類材料研發(fā)設(shè)備使用比較頻繁、材料研發(fā)設(shè)備上哪些部件容易損壞、判斷設(shè)備何時需要檢修以及檢修部位，從而指導(dǎo)材料研發(fā)設(shè)備的制造和改進(jìn)，同時減少了材料研發(fā)設(shè)備的故障率。
[0052]云服務(wù)層2接收來自不同個材料數(shù)據(jù)產(chǎn)生設(shè)備的材料數(shù)據(jù)后，基于預(yù)設(shè)分析規(guī)則分析接收到的材料數(shù)據(jù)以形成多個材料數(shù)據(jù)分析結(jié)果。
[0053]云服務(wù)層2包括:數(shù)據(jù)分類模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、索引建立模塊和通信模塊。具體的，數(shù)據(jù)分類模塊用于基于預(yù)設(shè)分類規(guī)則分類接收到的所有材料數(shù)據(jù)以形成分類后材料數(shù)據(jù);數(shù)據(jù)處理模塊用于基于預(yù)設(shè)分析規(guī)則對每類分類后材料數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，以生成每類分類后材料數(shù)據(jù)的材料數(shù)據(jù)分析結(jié)果;索引建立模塊用于建立每個材料數(shù)據(jù)分析結(jié)果的數(shù)據(jù)索引以形成數(shù)據(jù)索引表;通信模塊用于將所需材料數(shù)據(jù)和/或所需材料數(shù)據(jù)的材料數(shù)據(jù)分析結(jié)果傳輸給應(yīng)用層3。
[0054]具體的，預(yù)設(shè)分類規(guī)則為多尺度分類規(guī)則、單一尺度分類規(guī)則、功能材料分類規(guī)則等等中的至少一種，下面對分類材料數(shù)據(jù)的實(shí)施方式分別進(jìn)行描述:第一分類方式為:數(shù)據(jù)分類模塊基于多尺度分類規(guī)則分類材料數(shù)據(jù)以形成分類后材料數(shù)據(jù)。多尺度分類規(guī)則包括:電子尺度、原子-分子尺度、微觀尺度、介觀尺度、宏觀尺度。則對應(yīng)的，分類后材料數(shù)據(jù)包括:有電子尺度數(shù)據(jù)、原子-分子尺度數(shù)據(jù)、微觀尺度數(shù)據(jù)、介觀尺度數(shù)據(jù)、宏觀尺度數(shù)據(jù)。相應(yīng)材料數(shù)據(jù)庫包括電子尺度數(shù)據(jù)庫、原子-分子尺度數(shù)據(jù)庫、微觀尺度數(shù)據(jù)庫、介觀尺度數(shù)據(jù)庫、宏觀尺度數(shù)據(jù)庫、以及基于以上五種基本數(shù)據(jù)庫形成的二次數(shù)據(jù)庫。
[0055]云服務(wù)層2還包括數(shù)據(jù)存儲模塊，數(shù)據(jù)存儲模塊用于存儲每類分類后材料數(shù)據(jù)至相應(yīng)材料數(shù)據(jù)庫。具體來講，數(shù)據(jù)存儲模塊將電子尺度數(shù)據(jù)存儲至電子尺度數(shù)據(jù)庫；原子-分子尺度數(shù)據(jù)存儲至原子-分子尺度數(shù)據(jù)庫;微觀尺度數(shù)據(jù)存儲至微觀尺度數(shù)據(jù)庫;介觀尺度數(shù)據(jù)存儲至介觀尺度數(shù)據(jù)庫;宏觀尺度數(shù)據(jù)存儲至宏觀尺度數(shù)據(jù)庫;二次數(shù)據(jù)存儲至二次數(shù)據(jù)庫。
[0056]例如在工程材料的集成開發(fā)中，需要分析工程材料在不同尺度上的性能:在微觀尺度上觀察工程材料的結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能，工程材料制成產(chǎn)品后在宏觀尺度上觀察工程材料的承重性和穩(wěn)定性。通過數(shù)據(jù)分類模塊基于多尺度分類規(guī)則對工程材料數(shù)據(jù)進(jìn)行分類以形成微觀尺度數(shù)據(jù)和宏觀尺度數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)存儲模塊將微觀尺度數(shù)據(jù)存儲至微觀尺度數(shù)據(jù)庫中，將宏觀尺度數(shù)據(jù)存儲至宏觀尺度數(shù)據(jù)庫。
[0057]第二分類方式為:基于構(gòu)效關(guān)系在單一尺度分類規(guī)則內(nèi)分類材料數(shù)據(jù)以形成分類后材料數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)存儲模塊用于存儲每類分類后材料數(shù)據(jù)至相應(yīng)材料數(shù)據(jù)庫。
[0058]第三分類方式為:基于功能材料分類規(guī)則分類材料數(shù)據(jù)以形成分類后材料數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)存儲模塊用于存儲每類分類后材料數(shù)據(jù)至相應(yīng)材料數(shù)據(jù)庫。比如，選擇電池材料時需要平衡離子構(gòu)-效關(guān)系和原子構(gòu)-效關(guān)系，則基于功能材料分類規(guī)則分類材料數(shù)據(jù)。
[0059]在一實(shí)施例中，云服務(wù)層2還包括數(shù)據(jù)抽象模塊，數(shù)據(jù)抽象模塊用于在數(shù)據(jù)分類模塊進(jìn)行分類材料數(shù)據(jù)之前將來自不同材料數(shù)據(jù)產(chǎn)生設(shè)備的材料數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)抽象化以形成抽象材料數(shù)據(jù)，從而減少了材料數(shù)據(jù)的復(fù)雜度。則數(shù)據(jù)分類模塊基于預(yù)設(shè)分類規(guī)則對抽象材料數(shù)據(jù)進(jìn)行分類以形成分類后材料數(shù)據(jù)，使得材料數(shù)據(jù)庫中的材料數(shù)據(jù)更簡單。
[0060]具體的，預(yù)設(shè)分析規(guī)則可以為聚類分析、關(guān)聯(lián)規(guī)則分析、時間序列分析中的至少一種。則數(shù)據(jù)處理模塊對每類分類后材料數(shù)據(jù)基于聚類分析規(guī)則、關(guān)聯(lián)規(guī)則分析、時間序列分析規(guī)則、機(jī)器學(xué)習(xí)分析規(guī)則中的至少一種進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，以生成多個材料數(shù)據(jù)分析結(jié)果。在具體實(shí)施過程中，數(shù)據(jù)處理模塊對不同材料數(shù)據(jù)庫中的分類后材料數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析時選取一個預(yù)設(shè)分析規(guī)則進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，則不同材料數(shù)據(jù)庫所使用的預(yù)設(shè)分析規(guī)則相同或不同。
[0061]經(jīng)預(yù)設(shè)分析規(guī)則進(jìn)行數(shù)據(jù)分析后得到的材料數(shù)據(jù)分析結(jié)果有:聚類分析結(jié)果、關(guān)聯(lián)挖掘結(jié)果、時間序列分析結(jié)果、相圖計(jì)算結(jié)果、仿真計(jì)算結(jié)果等。具體的，基于聚類分析進(jìn)行數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)各個材料數(shù)據(jù)的相異度以形成標(biāo)準(zhǔn)化的度量值進(jìn)行聚類分析，得到聚類分析結(jié)果;具體的，基于關(guān)聯(lián)規(guī)則用于發(fā)現(xiàn)存在于材料數(shù)據(jù)間的隱藏關(guān)系，基于關(guān)聯(lián)規(guī)則分析進(jìn)行數(shù)據(jù)分析時，先從材料數(shù)據(jù)中找出所有的高頻項(xiàng)目組，再由這些高頻項(xiàng)目組中產(chǎn)生關(guān)聯(lián)規(guī)則，從而得到關(guān)聯(lián)挖掘結(jié)果;具體的，基于時間序列分析時從材料數(shù)據(jù)的時序中抽取時序內(nèi)部的規(guī)律用于時序的數(shù)值、周期、趨勢分析和預(yù)測等來得到時間序列分析結(jié)果；具體的，基于分類后材料數(shù)據(jù)進(jìn)行相圖計(jì)算得到相圖計(jì)算結(jié)果，具體的，基于實(shí)驗(yàn)仿真得到仿真計(jì)算結(jié)果。具體的，基于上述多種材料數(shù)據(jù)分析結(jié)果的顯示類型為表格、曲線、數(shù)值等。
[0062]通過云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等工具與上述聚類分析、關(guān)聯(lián)規(guī)則分析、時間序列分析相結(jié)合，解決了材料數(shù)據(jù)處理過程所需要的大量計(jì)算能力、大量儲存能力的問題，使得能夠得到海量材料數(shù)據(jù)的材料數(shù)據(jù)分析結(jié)果。
[0063]應(yīng)用層3包括查詢模塊和呈現(xiàn)模塊，查詢模塊用于查詢所需材料數(shù)據(jù)是否存在于數(shù)據(jù)索引表中；呈現(xiàn)模塊用于若所需材料數(shù)據(jù)存在于數(shù)據(jù)索引表中，則接收并呈現(xiàn)所需材料數(shù)據(jù)和/或所需材料數(shù)據(jù)的材料數(shù)據(jù)分析結(jié)果。
[0064]呈現(xiàn)模塊，具體用于通過與通信模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)交易后接收并呈現(xiàn)所需材料數(shù)據(jù)和/或所需材料數(shù)據(jù)的材料數(shù)據(jù)分析結(jié)果，或通過無償共享方式接收并呈現(xiàn)所需材料數(shù)據(jù)和/或所需材料數(shù)據(jù)的材料數(shù)據(jù)分析結(jié)果。
[0065]在具體實(shí)施過程中，應(yīng)用層3包括多個第三方用戶的設(shè)備，每個第三方用戶的設(shè)備包括查詢模塊和呈現(xiàn)模塊。每個第三方用戶的設(shè)備在接收所需材料數(shù)據(jù)后，應(yīng)用所需材料數(shù)據(jù)中的一部分，所需材料數(shù)據(jù)中的多余數(shù)據(jù)上傳給云服務(wù)層2，則此時第三方用戶的設(shè)備作為提供第三方用戶材料數(shù)據(jù)的設(shè)備，因此第三方用戶的設(shè)備既是材料數(shù)據(jù)的創(chuàng)造者又是材料數(shù)據(jù)的共享者，形成了材料信息的良性循環(huán)，節(jié)省了材料研發(fā)的時間和成本，提高了材料的研發(fā)速率。
[0066]用戶可以通過web瀏覽器或者移動設(shè)備客戶端等方式檢索所需材料數(shù)據(jù)，所需材料數(shù)據(jù)為材料數(shù)據(jù)庫中的部分?jǐn)?shù)據(jù)，比如為某種材料的成分組成、制備條件、制備工藝、制備設(shè)備信息中的至少一種。
[0067]應(yīng)用層3接收到用戶的檢索操作后，應(yīng)用層3的查詢模塊查詢所需材料數(shù)據(jù)是否存在于數(shù)據(jù)索引表中。云服務(wù)層2向應(yīng)用層3提供的材料數(shù)據(jù)、材料數(shù)據(jù)分析結(jié)果等可檢索信息進(jìn)行混淆、動態(tài)加密處理，使得應(yīng)用層3無法遍歷，保障了材料數(shù)據(jù)的安全。若所需材料數(shù)據(jù)存在于數(shù)據(jù)索引表中，則應(yīng)用層3直接在與云服務(wù)層2進(jìn)行數(shù)據(jù)交易后將所需材料數(shù)據(jù)和所需材料數(shù)據(jù)的材料數(shù)據(jù)的分析結(jié)果發(fā)送給應(yīng)用層3。若所需材料數(shù)據(jù)不存在于數(shù)據(jù)索引表中，則服務(wù)層2指示材料研發(fā)設(shè)備產(chǎn)生原始材料數(shù)據(jù)以及搜集應(yīng)用設(shè)備的多余數(shù)據(jù)，服務(wù)層2對新得到的原始材料數(shù)據(jù)和新得到的多余數(shù)據(jù)基于預(yù)設(shè)分析規(guī)則進(jìn)行數(shù)據(jù)分析以形成新的材料數(shù)據(jù)分析結(jié)果。得出新的材料數(shù)據(jù)分析結(jié)果后，云服務(wù)層2通過手機(jī)短信或者郵件形式向應(yīng)用層3發(fā)送分析完成通知，應(yīng)用層3在接收到分析完成通知后再通過數(shù)據(jù)交易后接收并呈現(xiàn)新的材料數(shù)據(jù)和/或新的材料數(shù)據(jù)分析結(jié)果。
[0068]在具體實(shí)施過程中，應(yīng)用層3通過相關(guān)的通訊接口與云服務(wù)層2之間進(jìn)行通信，在進(jìn)行所需材料數(shù)據(jù)、材料數(shù)據(jù)分析結(jié)果傳輸時均通過建立防火墻保護(hù)信息安全。
[0069]在通過無償共享方式接收方式中，接收并呈現(xiàn)的所需材料數(shù)據(jù)、所需材料數(shù)據(jù)的材料數(shù)據(jù)分析結(jié)果均為通過標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)錄入格式錄入云服務(wù)層2中的，因此，材料數(shù)據(jù)產(chǎn)生設(shè)備通過標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)錄入格式提交材料數(shù)據(jù)。
[0070]在通過數(shù)據(jù)交易接收方式中，接收并呈現(xiàn)的所需材料數(shù)據(jù)中、所需材料數(shù)據(jù)的材料數(shù)據(jù)分析結(jié)果中均標(biāo)注有數(shù)據(jù)來源以識別。
[0071]通過上述本發(fā)明實(shí)施例中提供的一個或多個技術(shù)方案，至少具有如下技術(shù)效果:
[0072]由于材料數(shù)據(jù)搜集層通過將離散分布的多個材料數(shù)據(jù)產(chǎn)生設(shè)備的材料數(shù)據(jù)發(fā)送給云服務(wù)層，所有材料數(shù)據(jù)能夠匯集到云服務(wù)層，則材料數(shù)據(jù)搜集層為云服務(wù)層提供了材料數(shù)據(jù)源支撐，云服務(wù)層接收到來自不同材料數(shù)據(jù)產(chǎn)生設(shè)備的材料數(shù)據(jù)后基于預(yù)設(shè)分析規(guī)則分析材料數(shù)據(jù)以形成多個材料數(shù)據(jù)分析結(jié)果;應(yīng)用層從云服務(wù)層獲取所需材料數(shù)據(jù)和所需材料數(shù)據(jù)的材料數(shù)據(jù)分析結(jié)果，從而云服務(wù)層為應(yīng)用層提供了材料分析信息支撐。實(shí)現(xiàn)了不同材料研發(fā)團(tuán)隊(duì)之間的信息共享，并且經(jīng)過云服務(wù)層進(jìn)行材料數(shù)據(jù)分析有效篩選出有用信息，云服務(wù)層向應(yīng)用層提供所需材料數(shù)據(jù)和所需材料數(shù)據(jù)的材料數(shù)據(jù)分析結(jié)果，因此研究者在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)前能夠從云服務(wù)層檢索所需材料數(shù)據(jù)，若云服務(wù)層已經(jīng)存在所需材料數(shù)據(jù)就只需從服務(wù)層獲取，避免了閉門研發(fā)的情況，進(jìn)而應(yīng)用層獲取的材料數(shù)據(jù)還能成為材料研發(fā)設(shè)備進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)。從而三層架構(gòu)之間相互支撐、相輔相成，有效進(jìn)行了材料信息的共享，有效解決了現(xiàn)有材料數(shù)據(jù)的應(yīng)用局限性較大的技術(shù)問題。進(jìn)而避免了進(jìn)行重復(fù)性實(shí)驗(yàn)、試錯式實(shí)驗(yàn)，能加速新材料研發(fā)進(jìn)程，節(jié)省了新材料研發(fā)時間。
[0073]進(jìn)一步，由于向云服務(wù)層上傳材料數(shù)據(jù)的包括材料研發(fā)設(shè)備、應(yīng)用設(shè)備，應(yīng)用設(shè)備將多余數(shù)據(jù)(第三方用戶材料數(shù)據(jù))上傳給云服務(wù)層，材料研發(fā)設(shè)備將原始材料數(shù)據(jù)上傳給云服務(wù)層，從而構(gòu)成了完整、全面的材料數(shù)據(jù)庫，應(yīng)用設(shè)備成為云服務(wù)層的材料數(shù)據(jù)應(yīng)用和產(chǎn)生者，加速了材料數(shù)據(jù)的更新傳播，進(jìn)一步加速了新材料研發(fā)進(jìn)程。
[0074]進(jìn)一步，由于應(yīng)用層與云服務(wù)層進(jìn)行數(shù)據(jù)交易后接收并呈現(xiàn)所述所需材料數(shù)據(jù)和/或所需材料數(shù)據(jù)的材料數(shù)據(jù)分析結(jié)果，因此研究者進(jìn)行實(shí)驗(yàn)之前可以通過材料信息云服務(wù)系統(tǒng)進(jìn)行檢索到所需材料數(shù)據(jù)則只需使用少量成本購買而無需重復(fù)開發(fā)，節(jié)省了新材料研發(fā)時間，以低成本提高了材料的研發(fā)速率。
[0075]盡管已描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，但本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員一旦得知了基本創(chuàng)造性概念，則可對這些實(shí)施例作出另外的變更和修改。所以，所附權(quán)利要求意欲解釋為包括優(yōu)選實(shí)施例以及落入本發(fā)明范圍的所有變更和修改。
[0076]顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對本發(fā)明進(jìn)行各種改動和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動和變型在內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種材料信息云服務(wù)系統(tǒng)，其特征在于，包括:材料數(shù)據(jù)搜集層，云服務(wù)層和應(yīng)用層； 所述材料數(shù)據(jù)搜集層包括離散分布的多個材料數(shù)據(jù)產(chǎn)生設(shè)備，其中，每個所述材料數(shù)據(jù)產(chǎn)生設(shè)備用于各自采集材料數(shù)據(jù)發(fā)送給所述云服務(wù)層； 所述云服務(wù)層，用于接收到所述材料數(shù)據(jù)后，基于預(yù)設(shè)分析規(guī)則分析所述材料數(shù)據(jù)以形成多個材料數(shù)據(jù)分析結(jié)果； 所述應(yīng)用層，用于從所述云服務(wù)層獲取所需材料數(shù)據(jù)和/或所述所需材料數(shù)據(jù)的材料數(shù)據(jù)分析結(jié)果。2.如權(quán)利要求1所述的材料信息云服務(wù)系統(tǒng)，其特征在于，所述多個材料數(shù)據(jù)產(chǎn)生設(shè)備包括: 材料研發(fā)設(shè)備組，用于上傳原始材料數(shù)據(jù)給所述云服務(wù)層;和 應(yīng)用設(shè)備組，用于上傳第三方用戶材料數(shù)據(jù)給所述云服務(wù)層。3.如權(quán)利要求2所述的材料信息云服務(wù)系統(tǒng)，其特征在于，所述材料研發(fā)設(shè)備組包括: 至少一個高通量制備設(shè)備，用于上傳包括制備成分組成、制備條件、制備工藝、制備設(shè)備信息中的至少一種所述原始材料數(shù)據(jù)至所述云服務(wù)層;和/或 至少一個高通量表征設(shè)備，用于上傳包括材料成分表征數(shù)據(jù)、材料結(jié)構(gòu)表征數(shù)據(jù)、材料光學(xué)性質(zhì)表征數(shù)據(jù)、材料電磁學(xué)性質(zhì)表征數(shù)據(jù)、微區(qū)熱力學(xué)性能表征數(shù)據(jù)、微區(qū)電化學(xué)性能表征數(shù)據(jù)、微區(qū)力學(xué)性質(zhì)表征數(shù)據(jù)、微區(qū)磁學(xué)性能表征數(shù)據(jù)、催化性能表征數(shù)據(jù)中的至少一種所述原始材料數(shù)據(jù)至所述云服務(wù)層。4.如權(quán)利要求3所述的材料信息云服務(wù)系統(tǒng)，其特征在于，所述材料研發(fā)設(shè)備組中的每個材料研發(fā)設(shè)備上設(shè)置有設(shè)備傳感器； 所述設(shè)備傳感器用于搜集所在材料研發(fā)設(shè)備的設(shè)備相關(guān)信息上傳給所述云服務(wù)層，其中，所述設(shè)備相關(guān)信息包括所述所在材料研發(fā)設(shè)備的使用頻率數(shù)據(jù)、部件運(yùn)行狀況數(shù)據(jù)、工作環(huán)境狀況數(shù)據(jù)中的至少一種。5.如權(quán)利要求1所述的材料信息云服務(wù)系統(tǒng)，其特征在于，所述云服務(wù)層，包括: 數(shù)據(jù)分類模塊，用于基于預(yù)設(shè)分類規(guī)則分類所述材料數(shù)據(jù)以形成分類后材料數(shù)據(jù)； 數(shù)據(jù)處理模塊，用于基于預(yù)設(shè)分析規(guī)則對每類所述分類后材料數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，以生成所述多個材料數(shù)據(jù)分析結(jié)果； 索引建立模塊，用于建立所述多個材料數(shù)據(jù)分析結(jié)果的數(shù)據(jù)索引以形成數(shù)據(jù)索引表； 通信模塊，用于將所述所需材料數(shù)據(jù)和所述所需材料數(shù)據(jù)的材料數(shù)據(jù)分析結(jié)果傳輸給所述應(yīng)用層。6.如權(quán)利要求5所述的材料信息云服務(wù)系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)分類模塊，具體用于: 基于多尺度分類規(guī)則分類所述材料數(shù)據(jù)以形成所述分類后材料數(shù)據(jù);或 基于構(gòu)效關(guān)系在單一尺度分類規(guī)則內(nèi)分類所述材料數(shù)據(jù)以形成所述分類后材料數(shù)據(jù)；或 基于功能材料分類規(guī)則分類所述材料數(shù)據(jù)以形成所述分類后材料數(shù)據(jù)。7.如權(quán)利要求5所述的材料信息云服務(wù)系統(tǒng)，其特征在于，所述云服務(wù)層還包括: 數(shù)據(jù)存儲模塊，用于存儲每類所述分類后材料數(shù)據(jù)至相應(yīng)材料數(shù)據(jù)庫。8.如權(quán)利要求5所述的材料信息云服務(wù)系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)處理模塊，具體用于: 對每類所述分類后材料數(shù)據(jù)基于聚類分析、關(guān)聯(lián)規(guī)則分析、時間序列分析中的至少一種進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，以生成所述多個材料數(shù)據(jù)分析結(jié)果。9.如權(quán)利要求5所述的材料信息云服務(wù)系統(tǒng)，其特征在于，所述應(yīng)用層包括: 查詢模塊，用于查詢所述所需材料數(shù)據(jù)是否存在于所述數(shù)據(jù)索引表中； 呈現(xiàn)模塊，用于若所述所需材料數(shù)據(jù)存在于所述數(shù)據(jù)索引表中，則接收并呈現(xiàn)所述所需材料數(shù)據(jù)和/或所述所需材料數(shù)據(jù)的材料數(shù)據(jù)分析結(jié)果。10.如權(quán)利要求9所述的材料信息云服務(wù)系統(tǒng)，其特征在于，所述呈現(xiàn)模塊，具體用于: 通過所述通信模塊與所述云服務(wù)層進(jìn)行數(shù)據(jù)交易后，接收并呈現(xiàn)所述所需材料數(shù)據(jù)和/或所述所需材料數(shù)據(jù)的材料數(shù)據(jù)分析結(jié)果，或 通過無償共享方式接收并呈現(xiàn)所述所需材料數(shù)據(jù)和/或所述所需材料數(shù)據(jù)的材料數(shù)據(jù)分析結(jié)果。
【文檔編號】G06F17/30GK106067084SQ201610370427
【公開日】2016年11月2日
【申請日】2016年5月30日 公開號201610370427.X, CN 106067084 A, CN 106067084A, CN 201610370427, CN-A-106067084, CN106067084 A, CN106067084A, CN201610370427, CN201610370427.X
【發(fā)明人】臧亮, 趙正爽, 向勇
【申請人】成都云材智慧數(shù)據(jù)科技有限公司