材料實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) 掃描電鏡圖片要求 編制說明

材料實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)掃描電鏡圖片要求CSTM標(biāo)準(zhǔn)編制說明一、工作簡況1、目的和意義隨著材料基因工程和數(shù)據(jù)技術(shù)的融合與此階段下的發(fā)展，材料科學(xué)的發(fā)展已經(jīng)進(jìn)入利用數(shù)據(jù)驅(qū)動新材料開發(fā)的第四范式，并強(qiáng)烈依賴于大數(shù)據(jù)基礎(chǔ)、數(shù)據(jù)共享、數(shù)據(jù)挖掘和人工智能的協(xié)同發(fā)展。在此背景下，材料數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)作為支撐這一范式的重要基礎(chǔ)，是新材料發(fā)展的重要依托。目前由于實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)具有多類型特點(diǎn)、多源特點(diǎn)、異構(gòu)特點(diǎn)，難以有效利用實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)且發(fā)揮大數(shù)據(jù)優(yōu)勢，對材料研發(fā)和應(yīng)用的有效推動，難以將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的價(jià)值融入材料價(jià)值的鏈條，無法將我國科研人員產(chǎn)生的海量相關(guān)材料實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)有效利用，服務(wù)于我國工業(yè)領(lǐng)域瓶頸問題的解決，現(xiàn)迫切需要建立系列實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)相關(guān)的存儲標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，合力推進(jìn)我國材料數(shù)據(jù)基礎(chǔ)保障能力的提升。掃描電鏡主要用于樣品微區(qū)形貌、結(jié)構(gòu)及成分的觀察和分析。掃描電鏡具有高的分辨率、良好的景深以及簡易的操作等優(yōu)點(diǎn),使其在金屬、非金屬、生物、復(fù)合等材料學(xué)內(nèi)各領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用，掃描電鏡實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)經(jīng)年積累信息數(shù)據(jù)量大，但目前關(guān)于掃描電鏡數(shù)據(jù)存儲無統(tǒng)一模板，存儲形式多樣，現(xiàn)有數(shù)據(jù)難以匯總，因此掃描電鏡圖片類實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)規(guī)范存儲對于材料科學(xué)發(fā)展具有重要意義。開展掃描電鏡圖片類實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)存儲細(xì)則研究，是圍繞材料數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范大框架的要求來研究制定的系列材料數(shù)據(jù)存儲標(biāo)準(zhǔn)，是材料研發(fā)與大數(shù)據(jù)技術(shù)融合的必要支撐條件。掃描電鏡圖片類實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)存儲細(xì)則為掃描電鏡的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)存儲和多節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)集成提供范化的要求，對數(shù)據(jù)字段的完整度，數(shù)據(jù)信息的編碼唯一性，原始數(shù)據(jù)的溯源性、數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)之間的關(guān)聯(lián)性，提供標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范支撐。通過掃描電鏡圖片類實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)存儲細(xì)則的研究，將數(shù)據(jù)庫技術(shù)與大數(shù)據(jù)技術(shù)研究密切融合，便于后續(xù)利用大數(shù)據(jù)技術(shù)。標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施有助于實(shí)現(xiàn)掃描電鏡圖片類實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的規(guī)范化管理和質(zhì)量保證。2、任務(wù)來源根據(jù)中國材料與試驗(yàn)團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)委員會(以下簡稱：CSTM標(biāo)準(zhǔn)委員會)《關(guān)于CSTM標(biāo)準(zhǔn)《材料實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)存儲細(xì)則掃描電鏡圖片立項(xiàng)公告》，由鋼鐵研究總院作為標(biāo)準(zhǔn)牽頭單位，承擔(dān)對《材料實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)存儲細(xì)則掃描電鏡圖片》團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)的制定任務(wù)，項(xiàng)目計(jì)劃編號：CSTM-SQ-2021-002643、主要工作過程2020年9月，組建了標(biāo)準(zhǔn)起草工作組，由鋼鐵研究總院的工作人員組成，包括具有標(biāo)準(zhǔn)制定經(jīng)驗(yàn)的科研人員、分析技術(shù)人員。標(biāo)準(zhǔn)起草工作組討論了具體的工作過程、擬定了相應(yīng)的工作計(jì)劃。本標(biāo)準(zhǔn)的制定是為了規(guī)范基于掃描電鏡圖片類異構(gòu)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)存儲細(xì)則。具體工作計(jì)劃如下：2021年2月，組建了標(biāo)準(zhǔn)起草工作組，由鋼鐵研究總院的工作人員組成，包括具有標(biāo)準(zhǔn)制定經(jīng)驗(yàn)的科研人員、分析技術(shù)人員。標(biāo)準(zhǔn)起草工作組討論了具體的工作過程、擬定了相應(yīng)的工作計(jì)劃。2021年3月，標(biāo)準(zhǔn)起草鋼鐵研究總院建立掃描電鏡實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)存儲模板。2021年4月，根據(jù)進(jìn)行掃描電鏡實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)存儲模板實(shí)驗(yàn)技術(shù)準(zhǔn)備，并由掃描電鏡資深專家反饋意見。2021年5月，標(biāo)準(zhǔn)起草單位鋼鐵研究總院根據(jù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容開始撰寫標(biāo)準(zhǔn)草案。2021年7月，標(biāo)準(zhǔn)草案完成。2021年8月，標(biāo)準(zhǔn)草案通過立項(xiàng)函審，CSTM標(biāo)準(zhǔn)委員會批準(zhǔn)立項(xiàng)。2021年9月，整理專家意見與建議，形成征求意見稿。2021年11月，工作組完成標(biāo)準(zhǔn)征求意見稿，面向社會公開征求意見。2021年12月，計(jì)劃完成標(biāo)準(zhǔn)征求意見，形成意見匯總表，并對征求意見稿進(jìn)行修改，形成標(biāo)準(zhǔn)送審稿。2022年1月，計(jì)劃召開本標(biāo)準(zhǔn)的審查會。2022年2月，計(jì)劃標(biāo)準(zhǔn)表決，報(bào)批，正式發(fā)布出版。三、標(biāo)準(zhǔn)調(diào)研情況、編制原則和主要內(nèi)容調(diào)研情況尚無適用的針對掃描電鏡圖片類實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)存儲標(biāo)準(zhǔn)。1.1針對掃描電鏡相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)關(guān)于掃描電鏡的基本應(yīng)用國內(nèi)已有的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)主要為：《GB/T23414微束分析掃描電子顯微術(shù)術(shù)語》包含了掃描電鏡在科學(xué)和工程領(lǐng)域?qū)嵺`中共同應(yīng)用的術(shù)語定義；《GB/T17359微束分析能譜法定量分析》規(guī)定了用安裝在掃描電鏡(SEM)上的能譜儀對試樣上特定點(diǎn)或特定區(qū)增進(jìn)行定量分析的方法；《JYT0584掃描電子顯微鏡分析方法通則》規(guī)定了掃描電子顯微鏡的分析方法原理、環(huán)境條件指標(biāo)、儀器、樣品、分析測試、結(jié)果報(bào)告、儀器維護(hù)和安全注意事項(xiàng)；《GB/T30834鋼中非金屬夾雜物的評定和統(tǒng)計(jì)掃描電鏡法》介紹了利用掃描電鏡（SEM）對鋼中非金屬夾雜物進(jìn)行尺寸分布統(tǒng)計(jì)、化學(xué)分類及評級的程序。國外關(guān)于掃描電鏡的基本標(biāo)準(zhǔn)涉及主要有：《ISO22493Microbeamanalysis-Scanningelectronmicroscopy-Vocabulary》、《ISO22309Microbeamanalysis—Quantitativeanalysisusingenergy-dispersivespectrometry(EDS)》等1.2針對數(shù)據(jù)存儲相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)關(guān)于數(shù)據(jù)存儲標(biāo)準(zhǔn)，歐美等發(fā)達(dá)國家先后在國家層面制定了明確的政策以推動科學(xué)數(shù)據(jù)管理與開放共享，并且已支持形成了一批國家級的科學(xué)數(shù)據(jù)中心或高水平數(shù)據(jù)庫，利用它們持續(xù)匯聚和整合本國乃至全球科學(xué)數(shù)據(jù)資源，并向社會進(jìn)行開放共享。例如美國國家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院（NIST）研發(fā)的材料數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)MaterialsDataCurationSystem（MDCS）提供了一種將材料數(shù)據(jù)獲取、共享和轉(zhuǎn)換的方法。通過建立數(shù)據(jù)模板個性化組織數(shù)據(jù)，保存于非關(guān)系（NoSQL）數(shù)據(jù)庫MongoDB中，并支持存儲庫互連進(jìn)行聯(lián)合搜索。通過建立數(shù)據(jù)交換協(xié)議和機(jī)制，NIST促進(jìn)了更廣泛范圍內(nèi)的材料數(shù)據(jù)共享和再利用，增強(qiáng)了數(shù)據(jù)質(zhì)量和應(yīng)用效果。我國從2001年啟動科學(xué)數(shù)據(jù)共享工程，逐步建立不同領(lǐng)域的數(shù)據(jù)共享網(wǎng)。由上海交通大學(xué)等34家單位共同起草的《材料基因工程數(shù)據(jù)通則》團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)，于2019年11月正式實(shí)施，為材料數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)研究和全面實(shí)施提供了重要參考。目前掃描電鏡圖片類實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)存儲細(xì)則的制定與該標(biāo)準(zhǔn)的核心一脈相承。標(biāo)準(zhǔn)編制原則標(biāo)準(zhǔn)編制遵循“統(tǒng)一性、協(xié)調(diào)性、適用性、一致性、規(guī)范性”的原則，盡可能與國外先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)接軌，注重標(biāo)準(zhǔn)的可操作性，本標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格按照GB/T1.1-2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定進(jìn)行編寫和表述。標(biāo)準(zhǔn)主要內(nèi)容3.1標(biāo)準(zhǔn)名稱本標(biāo)準(zhǔn)的中文名稱為“材料實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)掃描電鏡圖片要求”，英文名稱為“Materialexperimentaldata-scanningelectronmicroscopepicturerequirements”。3.2標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容建立一種適合針對掃描電鏡圖片類實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)存儲細(xì)則標(biāo)準(zhǔn)，指導(dǎo)在規(guī)范數(shù)據(jù)的產(chǎn)生過程中收集相應(yīng)信息與遵循一定格式，以確保數(shù)據(jù)滿足FAIR原則，從而可以得到充分有效的共享，并可應(yīng)用于大數(shù)據(jù)、人工智能等領(lǐng)域。標(biāo)準(zhǔn)針對材料科學(xué)在數(shù)據(jù)驅(qū)動模式下對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的存儲需求，并結(jié)合具體的掃描電鏡儀器及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)模板，針對一般掃描電鏡可輸出的圖像類結(jié)果：二次電子像/背散射電子像、能譜圖。將掃描電鏡圖片類實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)需要存儲的內(nèi)容分為掃描電鏡圖片內(nèi)容存儲的一般要求與圖片其他信息，掃描電鏡圖片內(nèi)容存儲的一般要求主要為掃描電鏡圖片本身的信息，包含圖片等像素、類型以及圖片內(nèi)標(biāo)尺、加速電壓、放大倍數(shù)、工作距離等信息，圖片其他信息則包括樣品信息與測試參數(shù)。四、與國內(nèi)、外同類標(biāo)準(zhǔn)水平對比情況無直接相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。五、與有關(guān)的現(xiàn)行法律、法規(guī)和強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)系本部分編制原則符合國家的有關(guān)法規(guī)法律，與強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)協(xié)調(diào)一致。六、重大分歧意見的處理經(jīng)過和依據(jù)暫無。七、貫徹標(biāo)準(zhǔn)的要求和措施建議暫無。八、廢止現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的建議暫無。九、其他應(yīng)予說明的事項(xiàng)暫無。材料實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)掃描電鏡圖片要求Materialexperimentaldata-scanningelectronmicroscopepict