| 单位名称 | 北京市计算中心有限公司 | 大赛年份 | 2023年 | ||||
| 大赛届次 | 第18届 | 奖项 | 优秀奖 | ||||
| 发明人姓名 | 赵琉涛，王彩群，刘彤，姜骏 | ||||||
| 技术领域 | 电子信息, | ||||||
| 应用行业 | 新材料，软件与信息服务 | ||||||
| 项目类别 | 专利,计算机软件著作权 | ||||||
| 专利类型 | 发明 | ||||||
| 专利情况 | 申请号 | 申请日期 | |||||
| 专利号 | 授权日期 | ||||||
| 计算机软件著作权证书登记号 | |||||||
| 项目简介 | 1. 发明目的、基本思路、与现有技术对比有什么改进与创新 当前，在材料科学研究领域，借助机器学习方法，预测和改善材料性能，发现和升级材料代次，成为数字时代材料研发的新范式。本发明项目提出面向新材料研发场景的超融合混合计算架构，把材料多尺度模拟流程、材料电子结构计算优化算法、化学反应动力学过程与多目标数据收集、特征工程、模型建立和验证等材料机器学习算法相融合，实现l了材料多尺度模拟仿真与多目标机器学习，在材料晶体结构，相稳定性，材料的带隙，能源存储与转化等物理化学性质预测等多个领域成功应用。 本发明提出的计算架构将高性能计算、大数据系统、数据存储系统以及高速网络系统融合于单一计算系统中，可体现为一体机、集群与云平台的形式。采用物理资源与容器资源相结合实现了计算资源的快速弹性扩展；采用服务器存储与可高度扩展性和数据高可用的分布式文件系统（如Lustre或GPFS）相结合实现了存储资源弹性扩展；以数据包为粒度对数据进行管理，通过构建标注系统、规范数据标注行为提高数据生产力，屏蔽各异构存储及文件系统实现数据操作及数据管理；集成计算材料相关的多个HPC应用及相关的软件，构建了作业编译和运算的自动化分析链条，并以Web Portal方式提供服务。 |
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| 2. 已取得的社会及经济效益,如:产值、利润、节约能源及改善环境等方面 本发明的主要创新点包括： 1) 优化了材料软件自动衔接与分配方式。通过优化计算流程中材料软件自动衔接与分配方式，提升了计算流程对计算资源的管理和调度能力，增大单位时间内材料计算数据吞吐量30%以上。 2) 实现了材料计算全过程的自动化。平台通过封装核心软件，将材料物性模拟步骤与控制参数模块化，衔接成自动流程将计算结果导入数据库，实现材料计算全过程的自动化。 3) 实现了材料计算的高通量并发模式。传统的串行式软件衔接和作业提交模式限制了作业并发能力。为加速平台对材料数据的生成能力，将串行计算流程中独立部分设计为高通量并发模式，显著提升计算流程的水平扩展能力。 4) 实现了高通量计算与数据库融合。采用材料计算数据与机器学习模型构建相结合的模式，不仅可以精确预测相关性能还具有物理可解释性，提高效率高达80%，节省计算成本90%多。通过交叉融合高通量计算、高通量实验和材料信息学技术，速度更快、效率更高、成本更少地掌握成分-组织-工艺-性能间的关联关系。 |
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| 项目进展阶段 | 小批量试用 | ||||||
| 备注 | |||||||