編者按
新材料是經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ),高新技術(shù)和高精尖產(chǎn)業(yè)發(fā)展的先導(dǎo)。未來新材料研發(fā)智能化將成為材料領(lǐng)域主要的發(fā)展模式,相應(yīng)關(guān)鍵技術(shù)發(fā)展程度、基礎(chǔ)設(shè)施與支撐平臺建設(shè)水平、多學(xué)科交叉的復(fù)合型人才培養(yǎng)質(zhì)量,將決定新材料領(lǐng)域原始科技創(chuàng)新能力,對高新技術(shù)發(fā)展產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。
北京材料基因工程高精尖創(chuàng)新中心宿彥京教授研究團(tuán)隊(duì)在中國工程院院刊《中國工程科學(xué)》2023年第3期發(fā)表《新材料研發(fā)智能化技術(shù)發(fā)展研究》。文章指出新材料研發(fā)智能化技術(shù)發(fā)展迅速,顯著增強(qiáng)材料研發(fā)效率及工程化應(yīng)用水平,獲得國際性的高度關(guān)注;我國在此領(lǐng)域發(fā)展相對滯后,基礎(chǔ)設(shè)施條件面臨缺口,制約著新材料原始創(chuàng)新及產(chǎn)業(yè)發(fā)展質(zhì)量。文章總結(jié)了新材料研發(fā)智能化涉及的關(guān)鍵技術(shù),從技術(shù)角度梳理了國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀,分析了我國新材料研發(fā)智能化面臨的挑戰(zhàn),闡述了新材料研發(fā)智能化技術(shù)體系框架,提出了創(chuàng)新生態(tài)構(gòu)建及保障、產(chǎn)業(yè)化發(fā)展環(huán)境、數(shù)據(jù)底座與標(biāo)準(zhǔn)體系、人才培養(yǎng)與國際合作方面的舉措建議,以期推動新材料研發(fā)智能化技術(shù)體系的發(fā)展與應(yīng)用。
一、前言
新材料是經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ),高新技術(shù)和高精尖產(chǎn)業(yè)發(fā)展的先導(dǎo)。發(fā)達(dá)國家高度重視新材料研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化發(fā)展,提出了一系列旨在加速新材料發(fā)展的研究計(jì)劃,推動了大數(shù)據(jù)、人工智能(AI)技術(shù)在材料領(lǐng)域的應(yīng)用,逐步構(gòu)建了新材料研發(fā)智能化技術(shù)體系,正在形成有利于智能化關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)與應(yīng)用的科技、社會、市場生態(tài)。未來5~10年,新材料研發(fā)智能化將成為材料領(lǐng)域主要的發(fā)展模式,相應(yīng)關(guān)鍵技術(shù)發(fā)展程度、基礎(chǔ)設(shè)施與支撐平臺建設(shè)水平、多學(xué)科交叉的復(fù)合型人才培養(yǎng)質(zhì)量,將決定新材料領(lǐng)域原始科技創(chuàng)新能力,對高新技術(shù)發(fā)展產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。
新材料研發(fā)智能化以材料大數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)、AI為核心,融合材料計(jì)算設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)技術(shù)以開展材料高維空間全局尋優(yōu);通過材料研發(fā)–生產(chǎn)–應(yīng)用全鏈條的協(xié)同創(chuàng)新和一體化發(fā)展,顯著提升新材料研發(fā)和應(yīng)用效率。構(gòu)建高效計(jì)算設(shè)計(jì)、先進(jìn)實(shí)驗(yàn)、大數(shù)據(jù)、AI等融合的新材料研發(fā)智能化技術(shù)體系,是變革材料研發(fā)模式、提高新材料工程化應(yīng)用水平、推動材料產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的有效途徑;建設(shè)材料數(shù)據(jù)資源體系、智能化研發(fā)基礎(chǔ)設(shè)施支撐體系,將筑牢新材料研發(fā)智能化的發(fā)展基礎(chǔ),促進(jìn)材料信息化、數(shù)字化、智能化發(fā)展。上述舉措的實(shí)施,有助于破解高新技術(shù)、高端關(guān)鍵材料“卡脖子”困境,增強(qiáng)關(guān)鍵材料和高端構(gòu)件自主保障能力。
近10年來,新材料智能化技術(shù)發(fā)展迅速,顛覆了新材料的研發(fā)理念和模式。例如,機(jī)器學(xué)習(xí)與材料計(jì)算融合,有望突破材料跨尺度計(jì)算難題,實(shí)現(xiàn)材料多尺度、全流程的智能化計(jì)算模擬和設(shè)計(jì);AI與材料實(shí)驗(yàn)融合,推動實(shí)驗(yàn)技術(shù)朝著自動化、自主化、智能化方向發(fā)展,提升了新材料實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)及驗(yàn)證的效率與水平;大數(shù)據(jù)和AI在新材料研發(fā)中的廣泛應(yīng)用,推動了材料研發(fā)技術(shù)、研發(fā)范式的變革,為實(shí)質(zhì)性解決材料研發(fā)效率低下這一瓶頸提供了新途徑。
針對新材料研發(fā)智能化技術(shù)體系構(gòu)建問題,梳理國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀,分析面臨的發(fā)展挑戰(zhàn),提出技術(shù)體系構(gòu)建途徑以及支持發(fā)展的舉措建議,以期為新材料研發(fā)智能化的技術(shù)實(shí)踐與管理研究提供基礎(chǔ)參考。
二、新材料研發(fā)智能化技術(shù)國際研究進(jìn)展
(一)材料智能計(jì)算設(shè)計(jì)技術(shù)及軟件
隨著材料計(jì)算理論及相應(yīng)算法的發(fā)展、計(jì)算機(jī)算力的提升,材料計(jì)算已經(jīng)貫穿新材料研發(fā)的整個(gè)流程,成為新材料理性設(shè)計(jì)的重要手段和基礎(chǔ)技術(shù);支持材料物理和化學(xué)機(jī)制探索,建立材料成分–結(jié)構(gòu)–性能之間的構(gòu)效關(guān)系;支持材料成分篩選、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、工藝優(yōu)化,提高發(fā)現(xiàn)新材料的效率;支持材料性能優(yōu)化、壽命預(yù)測,加速產(chǎn)品研發(fā)迭代并促進(jìn)工程化應(yīng)用。材料計(jì)算模擬與AI融合,提高了材料計(jì)算在新材料研發(fā)過程中的貢獻(xiàn)度,相應(yīng)研究范圍持續(xù)拓寬,從解釋實(shí)驗(yàn)、預(yù)測實(shí)驗(yàn)發(fā)展到替代實(shí)驗(yàn),研究對象趨向多尺度、復(fù)雜和真實(shí)體系,應(yīng)用范圍從新材料研發(fā)鏈擴(kuò)展到生產(chǎn)鏈、應(yīng)用鏈。
AI技術(shù)快速融入材料計(jì)算,在多尺度計(jì)算、高通量計(jì)算、集成計(jì)算等方面進(jìn)展明顯。使用大數(shù)據(jù)和機(jī)器學(xué)習(xí)方法改進(jìn)泛函,提高了密度泛函理論的計(jì)算精度和適用性。利用第一性原理計(jì)算的數(shù)據(jù),通過機(jī)器學(xué)習(xí)構(gòu)建原子間的作用勢,已獲得廣泛應(yīng)用。例如,基于第一性原理計(jì)算、深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、支持向量機(jī)等方法,構(gòu)建碳的亞穩(wěn)態(tài)物質(zhì)相圖并確定亞穩(wěn)態(tài)材料的相對穩(wěn)定性與合成域,為材料非平衡動/熱力學(xué)計(jì)算、亞穩(wěn)態(tài)材料設(shè)計(jì)提供了新手段。將數(shù)據(jù)驅(qū)動材料建模的思路應(yīng)用到多尺度仿真框架,發(fā)展了多尺度有限元方法,提高了結(jié)構(gòu)分析的計(jì)算效率,應(yīng)用到纖維增強(qiáng)塑料等復(fù)合材料開發(fā)。機(jī)器學(xué)習(xí)在材料集成計(jì)算工程的多個(gè)方向獲得應(yīng)用,如材料微結(jié)構(gòu)表征、多尺度建模、高保真數(shù)據(jù)生成及傳遞、基于數(shù)字孿生的智能制造等。
(二)材料自主/智能實(shí)驗(yàn)技術(shù)及裝置
AI與實(shí)驗(yàn)的深度融合,推動材料實(shí)驗(yàn)朝著自動化、自主化、智能化方向發(fā)展,孕育著材料實(shí)驗(yàn)技術(shù)的新變革。世界首套材料自主研究系統(tǒng)(ARES)具有近100次/天的實(shí)驗(yàn)通量,與高效原位表征技術(shù)、邏輯回歸算法降維參量網(wǎng)格相結(jié)合,從影響碳納米管生長的10維參數(shù)網(wǎng)絡(luò)中篩選出了決定碳納米管壁層數(shù)的溫度和烴壓條件,按照不同的預(yù)設(shè)生長速率可控制備碳納米管?;贏RES的增材制造自主實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)],與注射器擠壓打印成型技術(shù)、云端機(jī)器學(xué)習(xí)優(yōu)化算法相結(jié)合,通過自主調(diào)節(jié)打印參數(shù)實(shí)現(xiàn)單層打印特征的直接寫入,在不到100次實(shí)驗(yàn)迭代后完成預(yù)定的打印目標(biāo)?;诩床寮从媚K的連續(xù)流動化學(xué)合成系統(tǒng),將流動化學(xué)合成過程分解為可自由排列組合的模塊,根據(jù)用戶需求自由選擇試劑、反應(yīng)器、分離器、反應(yīng)過程表征等模塊,具有遠(yuǎn)程啟動、監(jiān)控進(jìn)度、分析結(jié)果的能力,可依據(jù)測試結(jié)果進(jìn)行自動優(yōu)化。
被稱為“移動化學(xué)家”的自主實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),將激光掃描、觸摸反饋組合,實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室空間內(nèi)的精確定位(空間精度為±0.12 mm,取向精度為±0.005°);可同時(shí)響應(yīng)10個(gè)維度的變量,在8天內(nèi)自主完成688個(gè)實(shí)驗(yàn),獲得了一種新型的化學(xué)催化劑。針對多個(gè)材料性能目標(biāo)進(jìn)行協(xié)同優(yōu)化的自主實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),可消除人員先驗(yàn)知識對相互沖突材料性能指標(biāo)的主觀偏向,實(shí)現(xiàn)多性能參數(shù)的協(xié)同平衡優(yōu)化,使材料具有良好的綜合性能。自主實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的應(yīng)用,能夠高效完成多維參量空間內(nèi)的研究工作,應(yīng)對更為復(fù)雜、高維化的新材料研發(fā)需求,使新材料的發(fā)現(xiàn)效率表現(xiàn)為類“摩爾定律”。
(三)數(shù)據(jù)驅(qū)動的材料研發(fā)與數(shù)字孿生
以材料大數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)、AI為核心的新材料研發(fā)智能化,孕育著材料科技和產(chǎn)業(yè)的變革,成為顛覆性前沿技術(shù)。多個(gè)國家從搶占未來科技制高點(diǎn)的角度,前瞻布局材料數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),積極研發(fā)材料AI核心軟件。針對材料數(shù)據(jù)多源、多模態(tài)、多粒度、多維度的特點(diǎn),研究材料數(shù)據(jù)存儲技術(shù)、數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)與協(xié)議、云資源管理技術(shù)等。應(yīng)用非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫技術(shù),提升材料數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)的可擴(kuò)展性,便于數(shù)據(jù)的個(gè)性化表達(dá)、高效存儲及檢索?;谧匀徽Z言處理算法實(shí)現(xiàn)機(jī)器的語義知識理解,直接從科技文獻(xiàn)等文本語言中獲取材料知識,支持新材料預(yù)測和發(fā)現(xiàn)。
以主動學(xué)習(xí)、貝葉斯優(yōu)化為代表的自主決策技術(shù),在對巨大材料探索空間進(jìn)行有效采樣的基礎(chǔ)上,以較少的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證和迭代即可篩選出具有最優(yōu)目標(biāo)性能的材料,成為數(shù)據(jù)驅(qū)動新材料研發(fā)的通用技術(shù)策略。深度學(xué)習(xí)用于挖掘材料的復(fù)雜構(gòu)效關(guān)系,提高新材料的發(fā)現(xiàn)效率。利用具有廣泛適用性的主動學(xué)習(xí)框架,從數(shù)百萬種高熵合金成分中開發(fā)了2種高熵因瓦合金(300 K時(shí)熱膨脹系數(shù)極低),展示了主動學(xué)習(xí)框架在小樣本數(shù)據(jù)條件下、廣域空間內(nèi)優(yōu)化多目標(biāo)性能的潛力?;谏窠?jīng)網(wǎng)絡(luò)的深度學(xué)習(xí)框架,能夠預(yù)測數(shù)十種新的晶體結(jié)構(gòu)及相應(yīng)的分子材料特性,逆向生成分子合成路線以顯著提升搜索效率。
將數(shù)字孿生技術(shù)用于復(fù)雜材料/器件服役性能優(yōu)化,可完善材料/工藝的理性設(shè)計(jì),驅(qū)動上游材料設(shè)計(jì)、下游制造過程的革新。以計(jì)算–實(shí)驗(yàn)–數(shù)據(jù)技術(shù)融合為特征的材料基因工程是解決新材料研發(fā)和應(yīng)用效率低下問題的有效方法,大數(shù)據(jù)、AI等技術(shù)的應(yīng)用更顯成效突出。
(四)材料研發(fā)智能化平臺和基礎(chǔ)設(shè)施
建設(shè)網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同的材料研發(fā)智能化平臺、基礎(chǔ)設(shè)施等條件,是新材料研發(fā)智能化技術(shù)發(fā)展、規(guī)模化應(yīng)用的直接需求。以美國材料基因組計(jì)劃為例,實(shí)施初期(2011年)擬建15個(gè)創(chuàng)新平臺,2015年擴(kuò)大到45個(gè),多個(gè)領(lǐng)域的科研機(jī)構(gòu)、企業(yè)等參與創(chuàng)新平臺建設(shè);在自然科學(xué)基金會的支持下,建設(shè)界面材料分析發(fā)現(xiàn)、二維晶體材料、生物高分子材料、聚糖材料等智能化創(chuàng)新平臺,革新材料制備/加工、表征/評價(jià)、理論/建模/仿真等研發(fā)模式及支撐條件,形成工具、代碼、樣本、數(shù)據(jù)、技術(shù)共享的良好生態(tài)。美國國家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院牽頭,集成近百家科研機(jī)構(gòu)和企業(yè)的材料數(shù)據(jù)、代碼、計(jì)算工具等資源與服務(wù),開發(fā)“材料資源注冊系統(tǒng)”“材料數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)”以支撐材料協(xié)同創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò),實(shí)現(xiàn)材料高通量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采集、計(jì)算建模軟件工具的高質(zhì)量集成,引領(lǐng)國際材料數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施的發(fā)展;AI和機(jī)器學(xué)習(xí)應(yīng)用到企業(yè)的89個(gè)項(xiàng)目,獲得了可觀的投資回報(bào)。
材料加速平臺應(yīng)用于清潔能源材料研發(fā),取得了重要進(jìn)展。融合AI模型、實(shí)驗(yàn)機(jī)器人、自主決策軟件、數(shù)據(jù)庫以及人工經(jīng)驗(yàn),基于自主實(shí)驗(yàn)的閉環(huán)反饋過程來調(diào)度各類算法,開展實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)交互;機(jī)器人自動執(zhí)行實(shí)驗(yàn),自動調(diào)用數(shù)據(jù)訓(xùn)練機(jī)器學(xué)習(xí)預(yù)測模型,自主執(zhí)行新的實(shí)驗(yàn),形成反饋迭代和循環(huán),以此快速發(fā)現(xiàn)新材料。建設(shè)材料加速平臺的關(guān)鍵技術(shù)有:智能化的自驅(qū)動研發(fā)閉環(huán)系統(tǒng)、可組裝多種制備表征手段的模塊化材料機(jī)器人、跨時(shí)空尺度的材料計(jì)算模擬方法、適應(yīng)材料研發(fā)特點(diǎn)的AI算法、支撐自主實(shí)驗(yàn)的逆向設(shè)計(jì)方法、先進(jìn)的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施及交換平臺等。材料智能化平臺和基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)將釋放材料科學(xué)發(fā)現(xiàn)的“摩爾定律”效應(yīng),加速材料研發(fā)速度至少10倍。
三、我國新材料研發(fā)智能化技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用現(xiàn)狀
在“十三五”國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“材料基因工程關(guān)鍵技術(shù)與支撐平臺”的支持下,以高通量計(jì)算設(shè)計(jì)、高通量實(shí)驗(yàn)、大數(shù)據(jù)為代表的材料基因工程技術(shù)取得突破。相關(guān)進(jìn)展推動了新材料研發(fā)理念的深刻轉(zhuǎn)變,促進(jìn)了材料研發(fā)技術(shù)體系的革新發(fā)展,提高了大數(shù)據(jù)、AI技術(shù)在材料研發(fā)中的應(yīng)用水平,為新材料智能化發(fā)展和關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)奠定了基礎(chǔ)。
(一)材料高通量/智能計(jì)算與平臺
開發(fā)了ALKEMIE、MatCloud、MIP、CNMGE等高通量/集成計(jì)算軟件,具備微觀–介觀–宏觀多尺度、并發(fā)式、自動流程的計(jì)算能力,推動材料高通量計(jì)算設(shè)計(jì)技術(shù)進(jìn)入國際先進(jìn)行列。在天津、長沙、廣州等國家超級計(jì)算中心建立了材料高通量計(jì)算平臺,提供高通量計(jì)算、數(shù)據(jù)處理一體化技術(shù),支持用戶在互聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算環(huán)境下開展大規(guī)模計(jì)算的遠(yuǎn)程信息交互,為材料智能計(jì)算技術(shù)的快速發(fā)展筑牢了基礎(chǔ)。
利用AI技術(shù)構(gòu)建了高精度的泛函,發(fā)展了深度勢與高通量計(jì)算相結(jié)合的機(jī)器學(xué)習(xí)方法,據(jù)此預(yù)測出拓?fù)浣^緣體、催化材料、二維材料等前沿材料。中國科學(xué)家參與的“深度勢能”國際團(tuán)隊(duì),結(jié)合分子建模、機(jī)器學(xué)習(xí)、高性能計(jì)算,將具有從頭算精度的分子動力學(xué)模擬極限提升至1×108個(gè)原子規(guī)模(原本需要60年時(shí)間的計(jì)算任務(wù)壓縮為1天),獲得國際高性能計(jì)算應(yīng)用領(lǐng)域最高獎(2020年)。盡管目前我國智能計(jì)算僅集中在部分材料方向,但表現(xiàn)出的技術(shù)先進(jìn)性和應(yīng)用優(yōu)勢,為未來全面實(shí)現(xiàn)AI與材料計(jì)算融合積累了有益經(jīng)驗(yàn)。
(二)材料高通量/自主實(shí)驗(yàn)與平臺
研發(fā)了薄膜、粉體、塊體、復(fù)合材料等的高通量制備技術(shù)和30余種關(guān)鍵裝置,涵蓋材料芯片、粉體陣列,凝固、鍛造、熱處理等工藝,提高了新材料的實(shí)驗(yàn)篩選及發(fā)現(xiàn)效率。研發(fā)了材料高通量表征、服役行為評價(jià)技術(shù)及裝置,基于同步輻射的高通量白光陣列散/衍射技術(shù)可提高材料成分、結(jié)構(gòu)表征速率約100倍。建立了網(wǎng)絡(luò)化的材料高通量制備實(shí)驗(yàn)平臺,技術(shù)及裝備水平達(dá)到國際領(lǐng)先。
面向新材料自主研發(fā)與智能發(fā)現(xiàn)的需求,研發(fā)了固液異相的自動化、數(shù)字化反應(yīng)平臺,整合了基于操作棧的硬件環(huán)境、由化學(xué)方案描述的語言層、數(shù)字化控制系統(tǒng),可控制無人值守?cái)?shù)字化實(shí)驗(yàn)流程,為自主實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)構(gòu)建確立基礎(chǔ)。集成移動機(jī)器人、化學(xué)工作站、智能操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫以構(gòu)建數(shù)據(jù)智能驅(qū)動、覆蓋全流程的“機(jī)器化學(xué)家”平臺,實(shí)現(xiàn)大數(shù)據(jù)、智能模型共同驅(qū)動的化學(xué)合成–表征–測試全流程的自主化,形成的智能研發(fā)能力可用于光催化與電催化材料、發(fā)光分子、光學(xué)薄膜材料等。
(三)材料大數(shù)據(jù)技術(shù)與平臺
研發(fā)了基于無模式存儲技術(shù)的材料數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)軟件,建成了“數(shù)據(jù)采集–數(shù)據(jù)庫–數(shù)據(jù)挖掘–材料設(shè)計(jì)”一體化的數(shù)據(jù)庫示范平臺,用于不同層次材料數(shù)據(jù)的累積和共享?;谠萍夹g(shù),實(shí)現(xiàn)材料數(shù)據(jù)庫的統(tǒng)籌管理和集中開放共享,具有物理分散、邏輯統(tǒng)一、多節(jié)點(diǎn)融合的特征。相關(guān)數(shù)據(jù)庫技術(shù)和軟件在企業(yè)、科研院所的廣泛應(yīng)用,為規(guī)?;ㄔO(shè)材料數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施、材料數(shù)據(jù)網(wǎng)提供了技術(shù)和軟件支撐。
數(shù)據(jù)驅(qū)動的新材料研發(fā)技術(shù)發(fā)展較快,率先在高性能金屬材料、高熵合金、高溫合金等的研發(fā)上取得應(yīng)用突破,部分實(shí)現(xiàn)了工程轉(zhuǎn)化和應(yīng)用。整體來看,我國材料AI應(yīng)用技術(shù)達(dá)到國際先進(jìn)水平。
(四)應(yīng)用成效
材料基因工程、智能化技術(shù)在前沿新材料探索與發(fā)現(xiàn)方面獲得重要進(jìn)展。利用材料高通量計(jì)算和數(shù)據(jù)技術(shù),在近4×104種材料中發(fā)現(xiàn)了8000余種拓?fù)洳牧?,超出歷史上發(fā)現(xiàn)拓?fù)洳牧蠑?shù)量的10倍。發(fā)現(xiàn)了新型無機(jī)塑性半導(dǎo)體Ag2S、InSe,研制出兼具良好塑性與優(yōu)異熱電性能的Ag2S基無機(jī)半導(dǎo)體材料,開辟了無機(jī)塑性半導(dǎo)體和無機(jī)柔性熱電器件的新方向。研發(fā)出國際上使用溫度最高、強(qiáng)度最高、具有良好熱塑成形性能的高溫塊體金屬玻璃Ir-Ni-Ta-(B)。
在高端關(guān)鍵材料研發(fā)和工程化應(yīng)用方面也取得了一系列進(jìn)展?;诟咄恐苽渑c表征、數(shù)據(jù)挖掘等技術(shù),開發(fā)了用于強(qiáng)光照明光源器件的高熱導(dǎo)率Ce:YAG熒光陶瓷,使可量產(chǎn)光源芯片的功率、光通量等指標(biāo)超過國際先進(jìn)水平。開發(fā)了高性能鈰基稀土永磁材料,形成5000噸級產(chǎn)能,促進(jìn)了高豐度稀土的平衡利用。自主研發(fā)了新型結(jié)構(gòu)分子篩催化材料,其反應(yīng)活性、選擇性超過國外同類產(chǎn)品,在超大型乙苯生產(chǎn)裝置上實(shí)現(xiàn)工業(yè)應(yīng)用。應(yīng)用包括高通量計(jì)算、高通量實(shí)驗(yàn)、組織性能預(yù)測、工業(yè)應(yīng)用在內(nèi)的全鏈條技術(shù),研制了鋁基復(fù)合材料及大尺寸構(gòu)件,在重大空間裝備上實(shí)現(xiàn)在軌應(yīng)用。材料基因工程技術(shù)加速了鈦基合金結(jié)構(gòu)件的研制過程及工程化,部分構(gòu)件率先實(shí)現(xiàn)工程應(yīng)用。研制的耐熱腐蝕鎳基單晶高溫合金葉片應(yīng)用于國產(chǎn)重型燃?xì)廨啓C(jī),高強(qiáng)耐熱鎂合金、艙體鑄件等通過工程試驗(yàn)考核。
四、我國新材料研發(fā)智能化技術(shù)發(fā)展面臨的挑戰(zhàn)
新材料研發(fā)智能化技術(shù)的興起和發(fā)展,為我國材料科技和產(chǎn)業(yè)帶來了機(jī)遇、創(chuàng)造了條件。雖然我國在此領(lǐng)域取得了可喜進(jìn)展,部分技術(shù)甚至達(dá)到國際先進(jìn)水平,但整體來看在思想理念、關(guān)鍵技術(shù)、基礎(chǔ)設(shè)施、應(yīng)用范圍等方面仍存在若干不足;關(guān)鍵技術(shù)、核心軟件受制于人的局面并未實(shí)質(zhì)性化解,部分新興領(lǐng)域和重要方向尚屬空白。面向材料領(lǐng)域中長期的高質(zhì)量發(fā)展要求,新材料研發(fā)智能化技術(shù)攻關(guān)面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。
(一)材料研發(fā)模式變革滯后于智能化技術(shù)發(fā)展
在我國,傳統(tǒng)的“經(jīng)驗(yàn)+試錯”研發(fā)理念及模式仍是材料科技和產(chǎn)業(yè)的主流。針對新材料研發(fā)的戰(zhàn)略布局不明晰、資源保障缺乏穩(wěn)定性,以“智能化”為核心要素的高水平團(tuán)隊(duì)和領(lǐng)軍人才不充足,都導(dǎo)致系統(tǒng)性變革新材料研發(fā)理念及模式的條件仍不具備,材料智能化技術(shù)的綜合水平仍滯后于國際先進(jìn)。世界主要工業(yè)強(qiáng)國積極推動材料智能化發(fā)展,加速變革材料研發(fā)及應(yīng)用模式,建立了新的比較優(yōu)勢;在此背景下,我國材料行業(yè)參與國際市場競爭面臨著增量阻礙,與這些工業(yè)強(qiáng)國材料研制能力差距加大的風(fēng)險(xiǎn)不容忽視。
(二)材料研發(fā)智能化關(guān)鍵技術(shù)存在明顯短板
我國材料計(jì)算設(shè)計(jì)關(guān)鍵軟件長期依賴進(jìn)口的局面并未打破,國產(chǎn)軟件雖有提升但差距依然存在,自主保障的能力和水平不夠。在材料數(shù)據(jù)庫建設(shè)方面,碎片化、孤島化現(xiàn)象突出,數(shù)據(jù)生產(chǎn)、管理、共享的機(jī)制與模式不健全;加之?dāng)?shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)存在統(tǒng)籌規(guī)劃和部署不深入的情況,使材料計(jì)算軟件、數(shù)據(jù)資源規(guī)模等成為材料創(chuàng)新發(fā)展“短板中的短板”。具有實(shí)力、長期堅(jiān)持軟件開發(fā)及數(shù)據(jù)庫建設(shè)等基礎(chǔ)性工作的科研隊(duì)伍不夠穩(wěn)定,資源投入的連續(xù)性不足,市場化和商業(yè)化發(fā)展生態(tài)有待形成,制約了材料計(jì)算核心軟件自主研發(fā)、數(shù)據(jù)資源整合的推進(jìn)步伐,成為新的國際競爭形勢下材料領(lǐng)域發(fā)展的隱患與掣肘。
(三)材料研發(fā)智能化關(guān)鍵裝備存在受制于人的風(fēng)險(xiǎn)
我國材料科學(xué)研究、新材料研發(fā)所需的高端裝備較多依賴進(jìn)口。既需要高額的資金投入,也很難直接獲得國際一流的高端裝備,不利于材料科技原始創(chuàng)新和重大突破。AI技術(shù)與材料研發(fā)裝備的融合趨勢,蘊(yùn)含著新一代高端裝備的出現(xiàn)機(jī)遇以及對傳統(tǒng)技術(shù)與裝備的替代性。在此背景下,自主實(shí)驗(yàn)高端裝備、智能軟件的國際市場蓬勃發(fā)展,新的裝備市場準(zhǔn)入條件正在形成。相比之下,我國新一代高端裝備和智能軟件的市場化發(fā)展節(jié)奏較慢,若不及時(shí)加速,可能再次受制于人。
(四)材料研發(fā)智能化基礎(chǔ)設(shè)施缺口嚴(yán)重
工業(yè)強(qiáng)國推動材料研發(fā)智能化技術(shù)發(fā)展及工程化應(yīng)用,重在圍繞顛覆性前沿材料、智能化關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)等目標(biāo),建設(shè)國家級材料數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)、“計(jì)算–實(shí)驗(yàn)–數(shù)據(jù)”技術(shù)融合且網(wǎng)絡(luò)協(xié)同的創(chuàng)新中心,據(jù)此革新材料研發(fā)模式、加速新材料應(yīng)用。相比之下,我國沒有在新材料智能化研發(fā)創(chuàng)新平臺、融合創(chuàng)新中心建設(shè)等方面開展系統(tǒng)布局,相關(guān)基礎(chǔ)設(shè)施的歷史投入和新增投入均不足,不利于跨學(xué)科、有組織的協(xié)同創(chuàng)新,制約了材料智能化技術(shù)攻關(guān)和規(guī)模化應(yīng)用。
五、我國新材料研發(fā)智能化技術(shù)體系的構(gòu)建途徑
(一)材料智能計(jì)算設(shè)計(jì)技術(shù)與核心軟件
1. 面向新材料研發(fā)的計(jì)算設(shè)計(jì)技術(shù)與核心軟件
發(fā)展從微觀、介觀到宏觀尺度的材料體系計(jì)算方法、算法和核心軟件,建立涵蓋原理、方法、算法、軟件、應(yīng)用的開發(fā)鏈和發(fā)展生態(tài)。研究適用于特定材料體系的計(jì)算新方法,凸顯技術(shù)特色、建立技術(shù)優(yōu)勢。開發(fā)基于AI的跨尺度計(jì)算方法,拓展跨尺度計(jì)算的應(yīng)用范圍。
2. 面向材料制備加工、產(chǎn)品制造、服役評價(jià)的模擬仿真技術(shù)與應(yīng)用軟件
研究多物理場與材料交互作用原理,開發(fā)材料制備及加工工藝優(yōu)化、產(chǎn)品制造流程模擬、多場耦合作用材料服役行為及失效過程的計(jì)算模擬技術(shù)與應(yīng)用軟件。面向材料研發(fā)鏈、生產(chǎn)鏈、應(yīng)用鏈,按照集成計(jì)算材料工程的頂層設(shè)計(jì)和架構(gòu)設(shè)計(jì),建立支持材料全生命周期的計(jì)算模擬系統(tǒng)。
3. 材料智能計(jì)算核心算法與軟件
研發(fā)材料高通量計(jì)算與AI相結(jié)合的基礎(chǔ)算法及軟件,構(gòu)建功能完善的高通量智能計(jì)算系統(tǒng)。針對材料結(jié)構(gòu)和性能,開發(fā)高效計(jì)算工作流,適應(yīng)新材料設(shè)計(jì)和篩選的多樣性、專業(yè)化、高效率需求。面向新材料設(shè)計(jì)、制備、加工、服役等工程應(yīng)用以及融合AI技術(shù)的需求,發(fā)展自主設(shè)計(jì)、篩選、迭代算法,建立集成計(jì)算材料工程核心軟件和工業(yè)軟件。
(二)材料自主/智能實(shí)驗(yàn)技術(shù)與高端裝置
1. 材料自動/自主高通量實(shí)驗(yàn)技術(shù)與裝置
發(fā)展形態(tài)、合成工藝各異的材料高效制備新原理、新方法、新技術(shù)、新裝備,優(yōu)化高通量實(shí)驗(yàn)裝備的軟硬件功能,從原型機(jī)發(fā)展為商用裝備。發(fā)展材料自主實(shí)驗(yàn)機(jī)器人以及相關(guān)的強(qiáng)化學(xué)習(xí)、材料實(shí)驗(yàn)自主決策算法與控制、復(fù)雜長流程制備及表征一體化的材料自主實(shí)驗(yàn)等技術(shù),開發(fā)標(biāo)準(zhǔn)化、商業(yè)化的材料自主實(shí)驗(yàn)裝置。
2. 材料自動化表征技術(shù)與裝置
應(yīng)用先進(jìn)光源、電子顯微技術(shù),開發(fā)基于四維電子顯微鏡、原位透射及掃描電鏡的高通量表征技術(shù)。研發(fā)系列材料高效表征技術(shù)和裝備,具有高時(shí)間分辨表征、跨尺度動態(tài)表征、超快同步輻射高通量衍射與成像、同步輻射多場耦合高通量表征、中子衍射三維成像等能力。
3. 工程構(gòu)件高效表征技術(shù)與裝備
基于先進(jìn)光譜、質(zhì)譜、能譜、磁探測、應(yīng)力/應(yīng)變檢測、電鏡、先進(jìn)光源等實(shí)驗(yàn)裝置,開發(fā)空間尺度覆蓋納米至米級的材料及構(gòu)件全域高通量表征技術(shù)。發(fā)展材料大尺寸全域成分–結(jié)構(gòu)–工藝–性能–服役的原位統(tǒng)計(jì)映射模型,提升材料產(chǎn)品、工程構(gòu)件的表征能力。
4. 極端復(fù)雜環(huán)境材料服役行為智能評價(jià)裝備
發(fā)展極端復(fù)雜環(huán)境材料服役行為、失效過程的計(jì)算模擬與機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù),基于數(shù)字孿生的材料服役與失效智能評價(jià)及預(yù)測技術(shù),提升加速模擬實(shí)驗(yàn)的等效性。研發(fā)多環(huán)境因素耦合材料服役行為高效評價(jià)、損傷演化的多尺度關(guān)聯(lián)實(shí)驗(yàn)技術(shù),提高材料服役行為評價(jià)實(shí)驗(yàn)效率和壽命預(yù)測準(zhǔn)度,加速新材料的工程化應(yīng)用。
5. 材料智能實(shí)驗(yàn)和操作系統(tǒng)
發(fā)展材料實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)自動采集、處理分析、實(shí)時(shí)交互,設(shè)備互聯(lián)與組網(wǎng)等技術(shù),開發(fā)網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同、模塊化調(diào)度的材料智能實(shí)驗(yàn)操作系統(tǒng)。通過自主實(shí)驗(yàn)的互聯(lián)互通、網(wǎng)絡(luò)協(xié)同,實(shí)現(xiàn)材料制備–表征–評價(jià)全鏈條的自主化;通過計(jì)算–實(shí)驗(yàn)–數(shù)據(jù)的交互與融合,實(shí)現(xiàn)材料研發(fā)全流程的智能化。
(三)材料AI基礎(chǔ)算法及關(guān)鍵技術(shù)
1. 材料機(jī)器學(xué)習(xí)基礎(chǔ)理論與核心算法
研究材料多體問題計(jì)算、跨尺度關(guān)聯(lián)、多尺度耦合的機(jī)器學(xué)習(xí)理論,發(fā)展材料晶體結(jié)構(gòu)深度圖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、可解釋性圖表示學(xué)習(xí)方法。研究材料多模態(tài)數(shù)據(jù)表示學(xué)習(xí)算法、材料知識推理及因果關(guān)系挖掘算法,形成數(shù)據(jù)驅(qū)動的機(jī)器學(xué)習(xí)、知識驅(qū)動的符號計(jì)算相融合的新材料發(fā)現(xiàn)與知識構(gòu)建方法。
2. 數(shù)據(jù)驅(qū)動新材料研發(fā)通用算法與軟件
發(fā)展適應(yīng)材料小樣本、高噪聲數(shù)據(jù)的機(jī)器學(xué)習(xí)算法,研發(fā)高維搜索空間和廣域探索空間內(nèi)的多目標(biāo)全域優(yōu)化技術(shù)。針對材料組織結(jié)構(gòu)圖像,研發(fā)深度學(xué)習(xí)和圖像生成/優(yōu)化的通用算法及應(yīng)用軟件。針對材料多尺度、多過程耦合的高維數(shù)據(jù),開發(fā)機(jī)器學(xué)習(xí)通用軟件。
3. 面向AI應(yīng)用的材料大數(shù)據(jù)技術(shù)
研發(fā)多渠道分散采集、多時(shí)序離散存儲、多維度統(tǒng)合關(guān)聯(lián)的材料大數(shù)據(jù)采集、處理、存儲技術(shù),多數(shù)據(jù)庫節(jié)點(diǎn)融合且統(tǒng)一服務(wù)的混合云架構(gòu),材料大數(shù)據(jù)區(qū)塊鏈與多中心化管理技術(shù)。攻關(guān)多源異構(gòu)數(shù)據(jù)集成表示技術(shù),建立適用于AI應(yīng)用的材料數(shù)據(jù)庫體系結(jié)構(gòu)及數(shù)據(jù)庫軟件,促進(jìn)材料數(shù)據(jù)資源的整合與應(yīng)用。
4. 材料數(shù)字孿生技術(shù)
開發(fā)材料數(shù)字孿生技術(shù),實(shí)現(xiàn)“智能計(jì)算–數(shù)據(jù)建模–自主/智能實(shí)驗(yàn)”數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)雙向交互能力。攻關(guān)材料按需設(shè)計(jì)、逆向設(shè)計(jì)、全過程綜合優(yōu)化等新興技術(shù),以計(jì)算–實(shí)驗(yàn)–數(shù)據(jù)融合支撐材料多尺度和全過程的智能化一體設(shè)計(jì)、全流程多目標(biāo)協(xié)同優(yōu)化。
(四)智能化研發(fā)平臺與協(xié)同創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)
1. 材料計(jì)算設(shè)計(jì)平臺
依托國家超級計(jì)算中心體系的計(jì)算資源,建設(shè)材料高效計(jì)算國家、區(qū)域、專業(yè)、行業(yè)平臺,自主發(fā)展材料多尺度計(jì)算、高通量計(jì)算、集成計(jì)算等材料軟件,面向計(jì)算流程優(yōu)化、計(jì)算數(shù)據(jù)分析等專門AI軟件。發(fā)展材料全流程模擬和仿真技術(shù),覆蓋材料發(fā)現(xiàn)、設(shè)計(jì)、開發(fā)、生產(chǎn)、服役等環(huán)節(jié);建立國家材料計(jì)算平臺網(wǎng)格共享系統(tǒng),支持計(jì)算資源的高效共享。
2. 基于大科學(xué)裝置的材料高通量表征平臺
依托先進(jìn)光源、散裂中子源等大科學(xué)裝置,針對材料成分及結(jié)構(gòu)的超快表征、損傷演化動態(tài)原位表征等需求,開發(fā)高時(shí)空分辨技術(shù)和裝置。研發(fā)海量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)高效處理、基于機(jī)器學(xué)習(xí)的材料三維精準(zhǔn)成像等技術(shù)以及圖像深度學(xué)習(xí)算法及軟件,實(shí)現(xiàn)材料微觀結(jié)構(gòu)及損傷演變規(guī)律的跨時(shí)空、多維度、高效率的表征與評價(jià)。
3. 材料數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施和國家材料數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)
開發(fā)多源異構(gòu)材料數(shù)據(jù)自動處理技術(shù),發(fā)展數(shù)據(jù)采集、存儲、挖掘、應(yīng)用一體化的大數(shù)據(jù)云平臺技術(shù),建設(shè)面向AI應(yīng)用的材料數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施。應(yīng)用區(qū)塊鏈、AI等技術(shù),建立材料數(shù)據(jù)標(biāo)識、引用、評價(jià)、交易技術(shù)及相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn),形成材料數(shù)據(jù)生產(chǎn)、管理、共享機(jī)制。探索建立數(shù)據(jù)商業(yè)化發(fā)展模式,建設(shè)國家材料基礎(chǔ)設(shè)施和數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)。
4. 材料研發(fā)智能化創(chuàng)新中心與協(xié)同創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)
突破數(shù)據(jù)共享、資源共享、知識共享、任務(wù)分擔(dān)、價(jià)值分配、網(wǎng)絡(luò)互連、信息安全等方面的技術(shù)和機(jī)制瓶頸,以網(wǎng)絡(luò)化互聯(lián)互通材料計(jì)算設(shè)計(jì)平臺、數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施、智能實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)支撐實(shí)現(xiàn)材料研發(fā)智能化關(guān)聯(lián)技術(shù)與人力資源的高效協(xié)同。建設(shè)材料研發(fā)智能化創(chuàng)新中心、材料智能化協(xié)同創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò),支持團(tuán)隊(duì)化的技術(shù)協(xié)作,有組織地開展科研技術(shù)攻關(guān)。
六、支撐新材料研發(fā)智能化技術(shù)體系發(fā)展的措施建議
(一)完善創(chuàng)新生態(tài)并給予穩(wěn)定支持
發(fā)揮新型舉國體制優(yōu)勢,采取“整體部署、分步實(shí)施、分層落實(shí)”策略,可在國家自然科學(xué)基金設(shè)立專項(xiàng)以支持基礎(chǔ)理論研究,在國家各類科技計(jì)劃中設(shè)立相應(yīng)研發(fā)專項(xiàng)以促進(jìn)關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān),在各類創(chuàng)新平臺部署智能化研發(fā)內(nèi)容以系統(tǒng)性強(qiáng)化新材料研發(fā)智能化技術(shù)應(yīng)用。探索構(gòu)建協(xié)同創(chuàng)新發(fā)展模式,形成多層次協(xié)作共享、多平臺融匯貫通的生態(tài)環(huán)境。實(shí)施“國家材料基因工程計(jì)劃”,加速材料智能研發(fā)理念變革,提供持續(xù)性的資源保障,為基礎(chǔ)理論研究、共性關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)、國家材料數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)創(chuàng)造條件。適時(shí)發(fā)布促進(jìn)新材料智能技術(shù)研發(fā)和應(yīng)用的政策文件,支持地方參與新材料研發(fā)智能化專業(yè)技術(shù)和工程應(yīng)用平臺建設(shè),鼓勵金融機(jī)構(gòu)和各類基金參與計(jì)算軟件、數(shù)據(jù)庫、高端裝置發(fā)展,提高新材料研發(fā)智能化的商業(yè)化水平。
(二)構(gòu)建全面協(xié)同的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展環(huán)境
全面布局國產(chǎn)材料核心軟件的研發(fā)工作,加快材料智能化核心技術(shù)的研發(fā)進(jìn)度,優(yōu)選亟需的高端關(guān)鍵材料開展示范應(yīng)用,提高智能化研發(fā)關(guān)鍵技術(shù)的工程化應(yīng)用水平。培育新材料研發(fā)智能化高端裝置、核心軟件商業(yè)化發(fā)展與應(yīng)用的市場生態(tài),推動國產(chǎn)裝備和軟件的標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展、規(guī)?;瘧?yīng)用,確保關(guān)鍵技術(shù)、核心軟件與裝備的自主可控。發(fā)布激勵性的稅收優(yōu)惠政策,支持材料企業(yè)數(shù)字化、智能化發(fā)展,促進(jìn)科研與產(chǎn)業(yè)的深度融合;探索建立新材料智能化研發(fā)和應(yīng)用的激勵機(jī)制,注重基礎(chǔ)研究層面激勵的有效性,確保從事數(shù)據(jù)庫建設(shè)、軟件開發(fā)等基礎(chǔ)性研發(fā)隊(duì)伍的穩(wěn)定性??捎尚袠I(yè)龍頭企業(yè)牽頭成立新材料研發(fā)智能化專項(xiàng)基金,建立靈活的領(lǐng)投和跟投機(jī)制,發(fā)揮基金的引導(dǎo)和撬動效應(yīng);靈活實(shí)施股權(quán)投資、貸款貼息等投入方式,解決科研成果因關(guān)鍵保障不足而難以應(yīng)用轉(zhuǎn)化的問題。加強(qiáng)領(lǐng)域內(nèi)外學(xué)術(shù)交流,探索技術(shù)融合、協(xié)同創(chuàng)新的新機(jī)制,創(chuàng)建科技成果高效轉(zhuǎn)化模式,發(fā)揮新材料研發(fā)智能化技術(shù)的價(jià)值。
(三)加強(qiáng)數(shù)據(jù)底座和標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)
明確頂層設(shè)計(jì)、實(shí)施整體布局,建立材料科技數(shù)據(jù)、產(chǎn)業(yè)數(shù)據(jù)的生產(chǎn)與采集網(wǎng)絡(luò),形成國家材料數(shù)據(jù)資源和技術(shù)體系,提高材料數(shù)據(jù)的資源整合、融通共享、賦能應(yīng)用水平,扎實(shí)構(gòu)建新材料研發(fā)智能化的數(shù)據(jù)底座。制定新材料研發(fā)智能化相關(guān)的國家標(biāo)準(zhǔn),針對技術(shù)細(xì)分方向優(yōu)化標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)路徑,支撐行業(yè)規(guī)范發(fā)展。開展新材料研發(fā)智能化產(chǎn)業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)化試點(diǎn),以優(yōu)質(zhì)示范提高標(biāo)準(zhǔn)化水平。制定符合新材料研發(fā)智能化發(fā)展特點(diǎn)的知識產(chǎn)權(quán)政策,加強(qiáng)知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)力度,尤其是重大發(fā)明專利、商標(biāo)等知識產(chǎn)權(quán)的申請/注冊/保護(hù),鼓勵我國企業(yè)申請國際專利。
(四)優(yōu)化人才培養(yǎng)并深化國際合作
推動革新材料科學(xué)與工程教育體系,加快形成材料科學(xué)理論、AI、數(shù)據(jù)科學(xué)等有機(jī)融合的學(xué)科新體系,據(jù)此革新材料人才培養(yǎng)模式。優(yōu)化材料科學(xué)與工程本科教育,設(shè)立材料研發(fā)智能化系列課程,強(qiáng)化與AI、數(shù)據(jù)技術(shù)等課程的交叉融合;增設(shè)新材料研發(fā)智能化研究生專業(yè)方向。打通分散學(xué)科,批量培養(yǎng)復(fù)合型材料創(chuàng)新人才,壯大多學(xué)科交叉融合的協(xié)同創(chuàng)新隊(duì)伍。開展面向科技管理人員的專題培訓(xùn),讓智能化研發(fā)理念深入科技管理層面,促成材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展文化和理念的根本性轉(zhuǎn)變。與此同時(shí),積極對接并高效利用國際新材料研發(fā)智能化創(chuàng)新資源,努力構(gòu)建合作共贏關(guān)系。建立開放的國際合作機(jī)制,引進(jìn)新材料研發(fā)智能化領(lǐng)軍人才,吸引國際高端科研機(jī)構(gòu)和知名科學(xué)家參與新材料智能化研發(fā)。建設(shè)國際合作基地和創(chuàng)新平臺,廣泛開展技術(shù)交流、知識分享,使國外先進(jìn)技術(shù)、高端裝備、基礎(chǔ)設(shè)施“為我所用”,提升我國新材料研發(fā)智能化研究成果的質(zhì)量和水平。
