一、为什么要建设企业内部的材料数据库
我国工业领域当前的发展对材料提出了越来越高的要求,新材料的研发和应用成为提升工业产品性能的重要途径。而新材料的研发和应用,必须基于大量的材料测试、分析数据。
当前,常规的手段下,材料数据多数以项目文档形式存储,数据的查询、重用存在较大困难;且各个测试项目独立进行,一些已经重复进行过的材料测试,由于信息查询、共享困难,导致在新的项目里仍需要再次测试,造成成本浪费;同一类材料测试数据在记录格式上也没有实现标准化,导致数据之间的对比、分析困难;由于数据的分散管理,无法实现对公司已有材料数据的总览;前期进行的大量测试项目数据,对于在不同测试项目中、同一个材料牌号的测试结果,当前也没有好的方法进行汇总和分析。
二、管理材料数据的基础平台 - Granta MI
Granta MI是英国GRANTA DESIGN公司开发的基于网络的企业材料数据管理平台,2019年,ANSYS公司收购了GRANTA DESIGN公司,并推出了更多的软件模块和服务。
Granta MI可在企业范围内提供材料数据的统一获取、分析、发布、访问、维护的途径,利用Granta MI可以综合企业内部的试验、设计、历史积累数据和企业外部材料信息数据资源,形成为产品设计和仿真分析服务的企业级材料信息管理系统。
GRANTA DESIGN公司源自剑桥大学工程系,专注于企业材料数据管理技术。公司成立于1994年,经过20余年的发展,客户涵盖航空航天、国防工业、能源/核能、汽车、医疗、电子等行业的数百家领头企业以及1000 所学校,包括波音、空客、NASA、维斯塔斯、捷豹路虎、飞利浦等。
三、材料数据如何管理
材料数据由于材料的种类多样,材料参数较多且数据格式各不相同,因此需要搭建一套可扩展的数据存储框架,满足企业自有材料数据的个性化存储需求。
针对公司内部测试得到的材料数据,以及供应商提供的数据,需要按照特定的流程和格式整合,形成相互关联的数据体系。
搭建材料数据管理架构,是利用Granta MI系统的数据存储配置功能,按照规划的材料数据管理架构,搭建对应的管理架构。
4、数据拟合和数据应用的实践
材料数据应用的场景包含:材料数据浏览、数据检索、数据分析、数据对比、外部系统对材料数据的调用。
考虑该系统为企业级、跨部门的应用,材料数据浏览应采用web浏览器方式。所有材料数据统一存储在企业服务器,系统用户通过本地浏览器即可查阅数据库内的材料信息。
材料数据检索具备基于材料属性的数据筛选功能,用户能够根据不同的材料属性(如弹性模量、拉伸强度、化学成分等)组合条件,实现对目标材料的精确检索。
数据分析主要是指从测试数据到统计数据、从统计数据到设计数据的处理分析处理,数据分析通过算法完成。国家标准中有部分基础的数据分析算法,可以在各企业通用。GRANTA MI提供标准的API开发工具,支持基于Excel、Matlab、C#、Python等的二次开发,可满足用户对数据分析的个性化需求。
材料数据的另一个主要使用场景为CAD/CAE软件对材料数据的调用,材料数据管理平台提供可扩展的材料卡片导出接口。针对主流的CAD/CAE/PLM软件,GRANTA MI提供可视化的集成界面,实现在CAD/CAE/PLM软件内部对材料数据的一键调用。
2022年9月7日20时,笔者在前3期GRANT MI讲座基础上,给材料数据库兴趣爱好者、学习者和企业应用者继续带来《汽轮机行业基于Granta MI搭建内部材料数据管理平台的实践》讲座,欢迎专家学者批评指正。以下是直播安排。
汽轮机行业基于Granta MI搭建内部材料数据管理平台的实践-仿真秀直播
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