金属学报

作者：王晨充, 徐伟

单位：东北大学 数字钢铁全国重点实验室 沈阳 110819

关键词：合金设计,材料基因工程,人工智能,跨尺度建模,AI4Sci,

基金：国家重点研发计划项目(2023YFB3712403);国家自然科学基金项目(U22A20106, 52311530082)

随着第四科学范式数据驱动方法的兴起，其在合金设计领域中对物理模型驱动的第三科学范式构成了显著的冲击。但2种范式均无法在合金设计，尤其是宏观力学性能设计层面打破模型准确性与可解释性间的互斥关系，因而无法满足材料基因工程领域，尤其是针对块体金属结构材料设计的高效率、高合理性要求，这一困境也催生了第五范式AI4Sci在该领域的兴起。本文综述了物理冶金原理指导人工智能方法体系下的诸多案例，从数值数据指导、图像数据指导和机制指导3个层次系统阐明如何进行物理模型/机制与人工智能的深度结合，以打破合金设计过程中模型准确性与可解释性间的互斥关系，从而深刻揭示合金设计过程中多尺度物理模型、人工智能及AI4Sci三大范式的理论本质与优劣势，并在突破跨尺度建模困境、发展材料学大模型技术等方向上，给予各科学范式在合金设计中未来发展的研究思路与技术方法指导。

来源：2025年第4期

《金属学报》期刊编辑部

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