从科学问题出发，而不是从软件链条出发
当 AI 辅助用于组织定义明确的计算时，最能发挥作用：检查输入、识别尚未确定的决策、准备交接，并结合局限解释输出。流畅的回答不能替代结构、动力学机理、热力学数据库或模拟数据。
本指南中的六项 Skills 面向不同阶段和科学问题。它们不应被拼装成默认的 Cantera → pycalphad → Phonopy 流水线。气相着火、有限温度合金平衡、晶格振动和反应分子动力学后处理需要不同的模型和输入约定。
根据所需观测量选择分支。材料发现可能关注声子谱或平衡相分数；工艺优化可能关注特定机理下的着火延迟比较。在要求智能体准备工作之前，先记录问题、物理假设、输入来源和验收标准。
相关指南：化学与材料 AI Skills · 化学 AI Agent 技术栈。
了解 Skills 技术栈及其边界
这些资源是基于指令的 Skills，有时会配有辅助工具。它们不是上游科学软件包、能够自主运行的智能体，也不是托管式模拟 API。加载 Skill 会为宿主提供操作指导；它不会安装求解器、提供计算权限或保证任务能够执行。不同宿主对 Skills 的支持也不尽相同。
| 资源 | 来源所述的作用 | 所需科学输入 | 输出或交接内容 |
|---|---|---|---|
| Pymatgen Skill | 结构验证、对称性敏感性、格式转换规划、本地凸包分析 | 结构或兼容的已计算能量条目 | 报告、转换后的产物、查询计划、清单 |
| ASE Skill | 路由原子尺度工作流和计算器请求 | 任务意图和分支所需的最少上下文 | 分支选择、缺失输入、委派步骤 |
| Phonopy Skill | 组织有限位移和声子分析 | 结构以及位移超胞的力或力常数 | 位移布局、组装状态、声子色散/DOS/热学文件 |
| Cantera Skill | 在辅助工具指导下进行均相理想气体着火计算 | 机理、组成、反应器约束、条件 | JSON 报告、四组时间历程、机理快照 |
| pycalphad Skill | 在辅助工具指导下进行有限温度 CALPHAD 平衡计算 | 本地 TDB、组元、相、组成、条件 | 平衡 CSV 和数值检查报告 |
| ReacNetGenerator Skill | 反应分子动力学后处理和输出检查 | 实际轨迹、原子映射、晶胞上下文 | 化学物种/反应分析文件、报告、日志 |
请将下文的跨资源交接视为拟议集成，而非已经测试过的互操作性。上游软件包和任何外部力场引擎仍是独立依赖。
准备输入并保留原子层面的含义
对于拟议的结构优先工作流，使用 Pymatgen Skill 检查输入代表的是周期性结构还是非周期性分子。明确单位、坐标模式、晶格、占位、无序和氧化态处理方式。保留解析器警告，不要默默接受修正。
格式转换是一项科学决策，而不只是写文件的步骤。该 Skill 描述了规划表示信息损失、写入新路径，以及在往返转换后检查相关性质。在交接给下游之前，应比较物种顺序、晶格、周期性、坐标和位点信息。其接触检查对非常短的晶格矢量存在局限，因此验证报告通过并不等同于完成了全面的结构认证。
如果任务需要对称性，应检查结果对明确指定的距离和角度容差是否敏感。不要仅仅为了得到偏好的空间群而调整容差。
随后，ASE 顶层 Skill 提供路由约定：静态计算、弛豫、MD 和 NEB 意图转至 ase/ase-workflows；计算器配置转至 ase/ase-calculators。混合请求从工作流分支开始。路由器会报告选择、理由、缺失输入和下一步委派事项。它不会执行计算，也不会自行规定后端参数。
分支一：基于结构和真实力的声子计算
当目标是声子色散关系、态密度或热学量时，选择 Phonopy。需要确定的事项包括晶胞上下文、力的提供方、超胞、位移幅度、对称性设置和目标输出。声子色散计算还需要定义路径和采样；DOS 和热学计算需要网格，热学分析还需要温度设置。
拟议架构如下：
经验证的结构 → 位移任务 → 独立的力提供方 → 经检查的力数据收集 → 力常数 → 所需分析。
该 Skill 列举了 VASP、Quantum ESPRESSO 和机器学习力场等提供方，但这并不证明相关集成已经过测试。力的计算执行和集群提交应由其他环节负责。在准备阶段，明确还有哪些力尚待计算；没有实际的位移超胞力或已提供的力常数时，不要进行力常数组装。
明确记录位移与力文件之间的映射。文件缺失、原子顺序变化或单位不一致都应阻止组装。报告相关的长程或非解析修正设置。虚频需要先调查收敛性、超胞尺寸和计算设置，再进行解释；无论虚频存在与否，单凭这一点都不能判定材料是否适用。
分支二：使用 Cantera 计算气相着火
对于闭式、绝热、均相理想气体在定容或定压约束下的着火问题，选择 Cantera Skill。其捆绑的辅助工具不是火焰求解器，也不是通用反应器网络构建器。
输入包括动力学机理、初始温度和压力、摩尔量、模拟时长、输出间隔和求解器控制参数。自定义机理必须以 Cantera YAML 格式提供。确认理想气体相和所需物种，保留机理来源记录，并根据物理问题而非便利性选择反应器约束。
该辅助工具将着火延迟定义为均匀输出网格上温度导数达到全局最大值的时刻。如果加热不足，或该最大值过于接近时间边界，则不提供延迟值。四次独立运行用于考察输出间隔、求解器控制参数和时间范围的敏感性。
检查 JSON 报告和全部四份 CSV 时间历程，包括质量、元素和适当的能量守恒检查。延迟值为空表示根据已记录标准尚未解决或未发生着火，而不是一个可以通过对话估算出来的数值。数值分辨率不能证明机理有效；热力学范围检查覆盖的是已保存状态，而非积分过程中的每一个内部状态。
分支三：使用 pycalphad 计算 CALPHAD 平衡
对于一个总体元素组成、一个压力和明确指定的有限温度列表下的平衡相分数与相组成，选择 pycalphad Skill。提供具有明确来源记录、且评估适用范围合适的本地 TDB。捆绑的 ideal-cu-ni.tdb 是用于教学的假设数据，并非经过评估的 Cu-Ni 数据库。
有意指定组元和候选相。该辅助工具要求恰好提供 N-1 个独立元素摩尔分数，以及一个非空位的依赖元素；它不会默默归一化组成。提交前应将按质量计的组成转换为摩尔组成。记录被排除的相，因为它们可能限制平衡结果。
输出包括 report.json 和 phase-equilibria.csv。相分数按摩尔计。共享同一相名称的多个组成集会被保留，这在存在互溶间隙时尤其重要；不要将它们合并成一个组成。
验收检查包括有限的吉布斯能、相分数总和、重构后的总体组成，以及增加相构型采样后的敏感性。这些检查既不能证明找到了全局最小值，也不能验证数据库的实验准确性。解释端点或痕量组分请求之前，先检查记录的求解器组成调整。平衡结果也无法预测析出速率或保留的亚稳态微观结构。
Pymatgen 的本地已计算能量凸包分析是另一类分析，前提是能量和竞争条目相互兼容；它不能替代这一有限温度 TDB 工作流。
分支四：反应分子动力学轨迹分析
在反应分子动力学模拟已经生成实际的 bond、dump、XYZ 或 extended XYZ 轨迹后，选择 ReacNetGenerator Skill。该 Skill 不会生成这些轨迹，也不会验证其基础力场模型。
首先明确原子名称和类型映射。LAMMPS data 文件可用于辅助推断，但映射不明确时必须进一步澄清。检查 dump 坐标是缩放坐标还是笛卡尔坐标，并确认晶胞信息是否支持预期的周期性处理。独立的 reacnet-md-tools 包装器说明了正交和三斜晶胞的坐标转换方式。
该 Skill 将常规 LAMMPS dump 任务路由至 rng-pipeline，较底层的请求路由至原生 reacnetgenerator，已有物种/反应输出的查询则路由至 rng-query。本地浏览器界面是一个需要明确提出的独立选项。记录 HMM 的选择，不要把快速初步运行当作最终分析。
结合生成的物种、反应和报告产物检查日志。作为拟议的科学评估，应将重要事件与底层轨迹进行比较，并检查其对分析选择的敏感性。不要自动将生成的网络重新标记为经过验证的 Cantera 气相动力学机理。
拟议示例：带停止关卡的声子 DOS 试点
假设研究人员提供周期性 input.cif，并希望进行探索性声子 DOS 分析。这是拟议的评估，不是已经完成的计算。
- 接收： 保留原始文件和校验和。通过 Pymatgen Skill 请求结构验证和对称性敏感性报告。
- 决策： 解决占位、坐标或解析器方面的歧义。只有在制定表示信息损失计划并完成往返检查后，才批准任何转换。
- 准备： 请求 Phonopy Skill 根据明确批准的晶胞、超胞、位移幅度和网格选项组织位移任务。不要推断生产计算的收敛设置。
- 执行交接： 将位移结构交给单独配置的力提供方。如果 ASE 路由有用，可将其工作流/计算器划分作为拟议的准备辅助工具，而不是执行保证。
- 停止关卡： 力缺失、原子顺序不一致或单位不兼容都会阻止组装。应请求更正后的产物，不要自行填补缺失内容。
- 分析： 只有通过完整性检查后，才组装力常数并生成 DOS。提出收敛性比较，并保留尚未解决的科学决策。
预期产物包包括输入、验证记录、位移清单、力数据产物、分析设置、输出和局限。该分支不需要 CALPHAD 数据库、着火机理或反应轨迹。
自动化交接，而非科学判断
拟议的智能体工作流应维护明确状态：输入不完整、准备就绪、已授权执行、输出可用、检查失败和等待解释。准备工作的权限应与运行计算或访问外部服务的权限分开。
Pymatgen 的 Materials Project 辅助工具默认仅规划离线查询；检索需要明确批准、限定条件和身份验证。Materials Project 是外部数据服务，而 mp-api 是其客户端，并非 Skill 提供的服务。
发生失败时，保留诊断信息和失败检查。根据分支处理未解决的着火采样、调查平衡敏感性、修复力数据收集，或澄清轨迹映射。避免不受限制的重试，也不要把失败的检查报告为已收敛。
保留软件环境、设置、哈希值、警告和父子产物关系。Cantera 快照哈希标识保存的字节；即使其他方面等效，不同次运行的哈希也可能不同；应分别保留导入的机理依赖项。许可范围也很重要：ASE 的 Skill 声明 MIT 许可，而其集合提供 LGPL 文本，两者关系尚未明确。重新分发前应澄清许可范围，不要假定仓库公开就意味着拥有相关权利。
读者检查清单和相关指南
- 是否明确了科学观测量和正确的分支？
- 结构、力、机理、数据库和轨迹是否都是实际提供的输入？
- 是否记录了单位、组成基准、原子顺序和周期性？
- 外部依赖和执行权限是否与加载 Skill 分开处理？
- 是否保留了失败检查和未解决结果？
- 是否将数值一致性与科学有效性分别评估？
- 其他研究人员能否重建产物谱系和假设？
如需更广泛的背景，请阅读智能体与 Skills和面向化学的 AI Skills。根据问题，将这些分支与材料科学工作流或化学工程工作流联系起来。使用可复现化学 AI 指南规划准备、执行和解释各阶段的记录。
来源
主要工作流约定：ASE Skill 指令、Pymatgen Skill 指令和Phonopy Skill 指令。
分支定义和输出检查：Cantera Skill 指令、pycalphad Skill 指令和ReacNetGenerator Skill 指令。“集合许可文本”是 ASE 许可范围注意事项的依据。