工程6（2020）585社论材料基因组工程专刊王海洲a，谢建新ba中国钢铁研究总院集团北京材料基因组工程先进创新中心，北京100081b北京科技大学北京材料基因组工程先进创新中心，北京100083随着计算机和信息技术在21世纪之交的快速发展，数据收集和处理的能力大大增加基于这一改变游戏规则的进步，科学正处于海量数据加人工智能的“第四范式”的到来这些进展恰好与人们对材料科学的长期追求不谋而合.在科学的第四范式中，美国政府于2011年宣布的材料基因组计划（Materials Genome Initiative，MGI）[2]提供了一条具有前瞻性的新路径，通过计算、实验、数据技术和理论的整合，旨在创建一种以数据为中心的基于预测的材料研究新模式，最终取代以实验观察为中心的试错法不久之后，世界各地也掀起了许多类似的计划例如，为了加快高性能合金等新一代材料的研发，欧盟推出了包括加速冶金第七框架计划（ACCMET）、欧洲冶金复兴计划（2012-2022）、Horizon 2020和石墨烯旗舰等多项在德国，Matfo（1984-1993）、MaTech、Material Innovation WINGfor Industry and Society、《实施工业4.0战略白皮书的建议》、《数字化战略2025》等计划日本2007 年 启动 了 元 器件 战 略 研究 （ 2007 ） 、元 器 件 战略 研 究 基地（2012）、创新实验室建设支持计划--信息集成材料研究（2015）、信息集成材料研究计划（MI2 I）和2015年制造业白皮书。同期，韩国实施了“未来增长动力计划”、“纳米融合2020项目”、“第三次基础科学技术计划”、“未来增长引擎计划”和“韩国3D打印产业振兴计划（2017-同时，俄罗斯发布了《2030年材料和技术发展战略》和《到2030年的技术发展预测》。2016 年，中国正式启动 材料基因组工程关键技术与支撑平 台（MGE），战略目标是将研发周期和研发成本降低一半（即，“doublehalf”）。该计划支持四项&关键技术的研发：高通量计算方法、高通量制备和表征、在役性能评估和材料大数据技术。结果将导致一个示范性的MGE基础设施，包括三个平台：高通量计算，高通量合成和表征，以及材料数据库。与此同时，该计划提供资金来建立应用程序用例本项目将在能源材料、生物医学材料、稀土功能材料、催化材料和特殊合金材料等五大材料类别中展示MGE的新方法，旨在展示新方法的力量，并为范式转换奠定基础。虽然仍处于步兵阶段，但MGE已经展示了其改变游戏规则的潜力，这是迫切需要的，以彻底改变当今材料研发的方式。展望未来，MGE正在成为一个全球性的运动，越来越多地被材料科学界所采用。然而，很难想象这样一个根本性的范式转变会在一夜之间发生从这个意义上说，关于MGE的这期特刊汇集了六篇论文，讨论了这一总主题的几个关键方面Zi-Kui Liuhttps://doi.org/10.1016/j.eng.2020.05.0072095-8099/©2020 THE COMEORS.由爱思唯尔有限公司代表中国工程院和高等教育出版社有限公司出版。这是CC BY许可下的开放获取文章（http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/）。可在ScienceDirect上获得目录列表工程杂志主页：www.elsevier.com/locate/engH街586号王杰谢/工程6（2020）585材料数据的生态系统和新的在他们的意见书《关于数据驱动的材料创新基础设施》中数据设施包括数据库、基于人工智能（AI）的建模工具库和集成平台。理想情况下，数据应该通过Data Fab（一个能够批量生产的集中式或虚拟链接平台）的高通量实验和计算快速生成，以确保数据高度集成，系统化，一致性和全面性。数据标识符（DID）是各种数据库中必不可少的标记或标签，在这个以数据为中心的材料信息学范式转变的时代尤为重要William YiWang等人贡献了题为“DID Code-A Bridge Connecting MatrialsGenomeEngineering DatabasesandInheritable IntegratedIntelligence Manufacturing”的文章所提出的DID对于在各种基于云的平台中以及在各种基于云的平台之间扩展和共享数据是利用该DID，可以构造经典的二维（2D）码，并且可以由智能手机或特定机器精确地识别通过利用这些2D代码作为与其基于云的平台链接的数据集的指纹，可以自发地跟踪组成组合材料科学允许使用多种表征技术简化合成过程和数据管理在他们的研究论文“NiTiCuV四元薄膜库中微观结构和相变的组合合成和高通量表征”中，IchiroTakeuchi等人通过磁控共溅射在热氧化硅（Si）晶片上合成NiTiCuV薄膜库组分分布研究了NiTi基形状记忆合金的相变温度和显微组织随合金成分的变化规律。使用高通量波长色散光谱、同步加速器X射线衍射和随温度变化的电阻测量来开采四元系统的相图和功能特性的相关性进行了讨论相对于局部的微观结构和组成的薄膜库。宏观材料是异质的、多元素的和复杂的。没有一种物质在一定的小尺度上是真正均匀或各向同性的。材料中彼此不同的部分可以被视为“天然碎片”。Lei Zhao等人贡献了论文“A State-of-the-Art Review ofHigh-Exput Statistical Spatial-Mapping CharacterizationTechnology and Its Applica- tions”，该论文回顾了多尺度下表征技术的高通量统计空间映射研究，并展示了钢、高温合金、镀锌材料和硅铁合金等材料的几种应用。计算机模拟已经成为MGE概念的重要组成部分，并且是材料科学中快速发展的领域。在Zhong Yu等人题为“Investigation of the Creep Resistance in Grade 91 Steel throughComputational Thermodynamics”的论文中，模拟结果解释了影响Gr.91钢抗蠕变性的机制。这些研究人员通过优化钢的成分、焊接和热处理工艺参数，为提高该钢在高温下的抗蠕变性提供了可能的解决方案，从而为未来合金开发提供指导，以提高抗蠕变并防止IV型裂纹。我们要感谢贡献者的宝贵手稿和审稿人的奉献精神和责任感。我们很荣幸能与中国工程院和《工程》编辑团队一起工作。非常感谢他们为汇编这一优秀问题所作的巨大努力引用[1] 嘿T第四种范式：数据密集型科学发现。Tansley S，Tolle K，编辑.Redmond：Microsoft Research; 2009.[2] 国家科学技术委员会。 材料基因组全球竞争力倡议。Washington，DC：NationalScience and Technology Council;2011.
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