目前我国材料创新能力受制于四个痛点问题：（1）研发资源分散、研发工具软件缺乏集成部署和管控，研发效率低；（2）原始数据大多集中在科研人员手中，缺乏数据共享和传承；（3）行业主流研发生态仍是研发炒菜式的“经验+试错”，数字化研发仍属局部；（4）现有超算平台难以满足图形界面、公网计算等材料研发需求，工具软件利用门槛高，软硬件资源利用率低。 针对上述问题，中国钢研充分发挥在金属新材料研发领域多年积淀的知识、技术和产业化优势，联合北京钢研新材科技有限公司、杭州德迪智能科技有限公司，从技术、场景和生态三个维度，开展Material-DLab金属材料数字化研发平台的构建及示范应用。对强化我国金属材料基础科研能力，加速数字化研发生态形成，促进行业协同创新和变革材料研发模式具有重要意义。

中国钢研自主设计开发的基于多尺度公网云计算、区块链数据共享与高通量增材制备的行业级材料数字化研发平台（简称“Material-DLab”）。该平台集材料计算、工艺模拟、服役模拟及高通量制备于一体，开辟了全图形云计算、材料APP、材料区块链、元素级3D打印高通量制备等新的技术理念和应用场景。 平台突破了高性能计算（HPC）架构下的图形/指令一体化的材料多尺度云计算技术，设计了基于“云堡垒”的智能路由系统，实现了基于Windows-Linux多许可证调度的多尺度材料、工艺软件公网云计算。在确保软件产权的前提下实现了资源共享，实现了20余款国际知名材料、工艺软件的远程计算、移动计算和排队计算，覆盖纳观、微观、介观、宏观的全尺度计算资源。 首创基于区块链的材料数据对等发现及共享技术，突破了数据产权确认、数据汇聚和共享的行业难题，满足了材料数据确权管理及安全溯源需求，促进企业级、行业级科研检测数据矿山的形成，实现FAIR原则下的跨团队、跨部门数据可发现、可访问、可操作、可重用。 首创元素粉末SLM原位合金化高通量制备技术，建立了行业内首个块体样品的高通量增材制备系统，突破了高速打印条件下元素粉末扩散、均质化难题，可实现一次上百种不同成分块状合金的高效制备，大幅度提升材料研发、优化迭代效率。已成功应用高熵合金、不锈钢、高温合金、超硬合金和梯度功能材料等材料开发中。 建立了全球首个材料APP专业资源平台，开发并上线350余款材料APP应用，以解决材料、工艺和计算工程师的知识衔接和知识沉淀难题，支持多种广义APP的云端生成、云端远程计算。支持企业专区设立，可共享、可修改、可移植、可保护版权。算法覆盖纳观、微观、介观、宏观全尺度，具备从材料设计、组织性能预测、工艺模拟到服役仿真全流程的微应用计算解决方案。提供了材料原创性研发所必需的计算-数据-场景迭代升级能力。 Material-DLab平台开放运行6个月期间，累计实现在线计算任务6000余项；完成在线科研检测及数据上传任务1000余项，开发和众筹各类材料APP超过350项，向行业发布悬赏征算任务18项、参与团队170多个，认证数字化研发教师/工程师64人，完成行业培训2000余人，直接收益超过3000万元。已与包括鞍钢北京研究院、北京钢研高纳、安泰科技、中石化广州工程等多家用户单位合作，为其带来收益超过2亿元。

程数据采集系统，旨在打破国外产品在该市场的价格和技术垄断，创造中国的自主品牌，减少冶金自动化生产线的故障处理时间和维护成本，提高生产效率，并进一步推广到整个工业自动化生产线。 本项目创新性的集了PROFIBUS总线侦听技术、虚拟从站技术、实时扩展中间件技术,突破了PROFIBUS采集卡采集能力受板载PROFIBUS从站芯片数量的限制，将单卡采集性能提高到现有技术的4倍。提出了基于时间长度的环形缓冲技术,解决了由于板载缓冲大小限制和Windows系统实时性欠缺而造成的采集数据丢失问题，并提高了缓冲区的利用率。提出了基于统计规律的时间戳对齐技术，消除了数据采集时钟与系统时钟之间的定时累积误差,避免了时间同步与高速数据采集之间的资源占用冲突,而且有效保证了数据的连续性。引入了带有索引信息的二进制文件和通用数据压缩技术，解决了大数据的查询和存储问题。全新的插件加载接口和实时数据共享接口，实现了系统的开放性。

本专项执行期从2018—2022年。2018年拟部署33个研究方向，国拨经费概算约8.5亿元。重点针对固废源头减量、智能分类回收、清洁增值利用、高效安全转化、智能精深拆解、精准管控决策，以及综合集成示范等内容部署相关基础研究、共性关键技术、应用示范类研究任务。 本专项以项目为单元组织申报，项目执行期2018—2022年。鼓励产学研用联合申报。项目承担单位需推动研究成果转化应用和支持专项数据共享。除指南中有特殊说明外，对于共性关键技术类项目，其他经费（包括地方财政经费、单位出资及社会渠道资金等）与中央财政经费比例不低于1：1；对于应用示范类项目，其他经费（包括地方财政经费、单位出资及社会渠道资金等）与中央财政经费比例不低于2：1。同一指南方向下，原则上只支持1项，仅在申报项目评审结果相近，技术路线明显不同时，可同时支持2项，并建立动态调整机制，结合过程管理开展中期评估，根据中期评估结果，再择优继续支持。所有项目均应整体申报，须覆盖全部考核指标。除指南中有特殊说明外，每个项目下设课题数不超过6个，项目所含单位总数不超过10家。