Киберинфраструктура ICME

Интегрированная вычислительная инженерия материалов (ICME) включает в себя интеграцию экспериментальных результатов, проектных моделей, моделирования и других вычислительных данных, связанных с различными материалами, используемыми в многомасштабном проектировании и проектировании. Центральным элементом достижения целей ICME было создание киберинфраструктуры , веб-платформы для совместной работы, которая обеспечивает возможность накапливать, систематизировать и распространять знания, относящиеся к материаловедению и инженерии, чтобы облегчить широкое использование, расширение и распространение этой информации. расширен.

Киберинфраструктура ICME обеспечивает хранение, доступ и вычислительные возможности для обширной сети программного обеспечения для производства, проектирования и моделирования жизненного цикла. ^{[ 1 ]} В рамках этой программной среды данные архивируются, доступны для поиска и интерактивны, предлагая инженерам и ученым обширную базу данных, связанную с материалами, для использования в исследованиях, многомасштабном моделировании , реализации симуляций и ряде других видов деятельности в поддержку более эффективных и менее затратных методов. разработка продукта. Кроме того, ожидается, что киберинфраструктура ICME обеспечит возможность доступа и связывания кодов приложений, включая разработку протоколов, необходимых для интеграции подходов иерархического моделирования. С акцентом на вычислительную эффективность, экспериментальную проверку моделей и защиту интеллектуальной собственности, киберинфраструктура ассимилирует 1) отношения процесс-микроструктура-свойство, 2) разработку моделей составляющих материалов, которые точно предсказывают многомасштабное поведение материалов, допуская микроструктуру/включения и исторические эффекты. 3) доступ к общим базам данных аналитических и экспериментальных данных и 4) моделям материалов. Таким образом, также важно выявлять пробелы в знаниях о материалах, что, в свою очередь, направляет разработку новых теорий материалов, моделей и инструментов моделирования. Такая общественная база знаний в конечном итоге позволяет создавать системы информатики материалов, которые объединяют высокоточные экспериментальные базы данных с моделями физических процессов.

Кроме того, видение киберинфраструктуры ICME совместимо с » Национального научного фонда (NSF) «Видением киберинфраструктуры для открытий 21 века , которое выступает за разработку и внедрение ориентированных на человека систем информационных технологий (ИТ), которые удовлетворяют потребности науки и инженерные сообщества и открывают новые возможности для улучшения программ образования и развития рабочей силы. Согласно директиве NSF, ИТ-системы, такие как киберинфраструктура ICME, должны обеспечивать доступ к инструментам, сервисам и другим сетевым ресурсам, включая высокопроизводительные вычислительные мощности, хранилища данных и библиотеки вычислительных инструментов, позволяя и надежно поддерживая безопасные и эффективные общенациональные или глобальные виртуальные организации, выходящие за рамки административных границ. ^{[ 2 ]}

Выполнение

Национальный консультативный совет по материалам (NMAB) комитета Национальной инженерной академии (NAE) предложил следующее определение термина «киберинфраструктура ICME»:

«Интернет-среды для совместных материаловедческих и инженерных исследований и разработок, которые поддерживают расширенный сбор данных, хранение данных и моделей, управление данными и моделями, интеллектуальный анализ данных и моделей, визуализацию данных и моделей, а также другие услуги вычислений и обработки информации, необходимые для разработки интегрированные возможности вычислительной инженерии материалов». ^{[ 3 ]}

Согласно видению NMAB, строительными блоками киберинфраструктуры ICME являются отдельные веб-сайты ( веб-порталы ), которые предлагают доступ к информации, данным и инструментам, каждый из которых создан для определенных целей различными организациями. Связанные вместе, эти «составляющие» веб-порталы образуют киберинфраструктуру ICME, или «цепочку поставок» ICME, то есть ряд хорошо зарекомендовавших себя, способных и жизнеспособных организаций. ^{[ 4 ]} Эти организации должны обеспечить необходимые части цепочки создания стоимости киберинфраструктуры ICME:

Фундаментальная разработка модели
Интеграция модели в программные пакеты
Обслуживание программных инструментов
Генерация базы данных
Разработка приложений
Одобрение и сертификация клиентов

Например, Государственный университет Миссисипи создал киберинфраструктуру ICME , где доступны и обсуждаются различные модели, коды и экспериментальные данные о структурных свойствах. Исследователям рекомендуется загружать свои собственные модели, коды и экспериментальные данные с соответствующими ссылками для использования другими.

См. также

Ссылки

^ Джон Эллисон, Дэн Бэкман и Лео Христодулу, Интегрированная вычислительная инженерия материалов: новая парадигма для глобальной профессии материалов , Журнал JOM Общества минералов, металлов и материалов, Том 58, номер 11, 25-27 (2006)
^ Национальный научный фонд: Видение киберинфраструктуры для открытий 21 века, NSF 07-28 (2007)
^ Отчет Национальной академии ICME: Интегрированная вычислительная инженерия материалов: трансформационная дисциплина для повышения конкурентоспособности и национальной безопасности , The National Academy Press (2008).
^ Дэвид Фуррер, Развитие цепочки поставок ICME: путь к внедрению и поддержанию ICME в ICME: преодоление барьеров и оптимизация перехода передовых технологий в инженерную практику - 12-й симпозиум по глобальным инновациям MPMD: пленарное заседание и интеграция ICME на ежегодном собрании и выставке 2011 г. ( домашняя страница TMS 2011 )

[Allison-1] Джон Эллисон, Дэн Бэкман и Лео Христодулу, Интегрированная вычислительная инженерия материалов: новая парадигма для глобальной профессии материалов , Журнал JOM Общества минералов, металлов и материалов, Том 58, номер 11, 25-27 (2006)

[nsf-2] Национальный научный фонд: Видение киберинфраструктуры для открытий 21 века, NSF 07-28 (2007)

[NAE-3] Отчет Национальной академии ICME: Интегрированная вычислительная инженерия материалов: трансформационная дисциплина для повышения конкурентоспособности и национальной безопасности , The National Academy Press (2008).

[tms2011-4] Дэвид Фуррер, Развитие цепочки поставок ICME: путь к внедрению и поддержанию ICME в ICME: преодоление барьеров и оптимизация перехода передовых технологий в инженерную практику - 12-й симпозиум по глобальным инновациям MPMD: пленарное заседание и интеграция ICME на ежегодном собрании и выставке 2011 г. ( домашняя страница TMS 2011 )

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]