Egy nagy japán alapanyaggyártó új stratégiát dolgozott ki arra, hogy mesterséges intelligenciával elemezze 100 évnyi kísérleti adatait, hogy felgyorsítsa az új anyagok fejlesztését. Az NGK Insulators az autóalkatrészekről a chipekre és más növekedési területekre próbál átállni.
A társaság, amely kerámiaalapú termékeket, többek között autók kipufogószűrő alkatrészeit gyártja, azt reméli, hogy a fejlesztési időt a jelenlegi szint tizedére tudja csökkenteni. A vállalat közben igyekszik biztosabb növekedési irányokat találni, többek között a félvezetőkhöz kapcsolódó területeken, mivel az elektromos járművek elterjedése veszélyezteti a jelenlegi legfontosabb autóipari termékeik eladásait.
Az NGK nagoyai központjában az anyagfejlesztési részleg kutatói számítógépes lekérdezéseket hajtanak végre, s a fejlesztés alatt álló anyag célértékeinek beírása után az új anyag előállításához szükséges paraméterek vonatkozó javaslatok jelentek meg válaszként. Egy bonyolult új anyag előállítására vonatkozó ajánlásokat a mesterséges intelligenciának köszönhetően hatalmas mennyiségű információból lehet összeszedni. Az NGK kutatói az MI javaslatai alapján ténylegesen elkészítik az anyag prototípusait, és az eredményeket az MI adatbázisában rögzítik. Ezt a folyamatot megismétlik, hogy a mesterséges intelligenciamodell tanulhasson, és fokozatosan javíthassa pontosságát.
A múltban egy-egy termék anyagainak kifejlesztése általában éveket vett igénybe. Az NGK-nak már sikerült a fejlesztési időt néhány anyag esetében ennek körülbelül egyharmadára csökkenteni. "Célunk, hogy ezt a 2030-as pénzügyi évre egytizedére csökkentsük" - mondta a vállalat kutatás-fejlesztési szegmensén belül a kulcsfontosságú anyagokat fejlesztő csoport vezetője.
A vállalaté jelenleg az egyik legnagyobb globális piaci részesedé a gépjárművek kipufogógázainak tisztítására szolgáló kerámiák és a nitrogén-oxid-koncentráció érzékelők terén, de eladásainak 60 százaléka a fosszilis üzemanyaggal működő járművekkel kapcsolatos. Az elektromos járművek azonban, amelyek egyre nagyobb teret hódítanak szemben a hagyományos autókkal, nem igényelnek ilyen termékeket.
A jövőben a vállalat azt tervezi, hogy szén-dioxid-semleges termékeket, például tárolóakkumulátorokat és digitális vonatkozású termékeket, például félvezetőket hoz létre, és a 2030-as pénzügyi évre a teljes értékesítés 50 százalékára, 2050-re pedig 80 százalékára növeli az eladásokat ezeken a területeken.
Az NGK az anyaginformatika felé fordult, amelyben a mesterséges intelligencia új anyagokat keres. A gépi tanulást az atomi elrendezések jellemzőire vonatkozó adatok és a korábbi kísérletek eredményeinek elemzésére használják, és a hatalmas számú anyagból keresik meg az optimális kombinációt.
Az NGK szerint az anyaginformatika alkalmazása egyre elterjedtebb a szerves anyagok, például a gyanták és a gyógyszerek esetében, de a szervetlen anyagok, például a kerámiák esetében nem. Különösen a kerámiák összetett, sok kristályrészecskéből álló szerkezete megnehezíti a tulajdonságaik elemzését, ami gátat szab az új anyagok pontos szimulációjára irányuló erőfeszítéseknek a fejlesztési szakaszban.
Ez az a kérdés, ahol a vállalat áttörést remél az 1919-es alapítása óta felhalmozott kísérleti adatokkal. Az elmúlt 100 év alatt összegyűjtött több mint 10 ezer kísérleti jelentésből fontos információkat vonnak ki és visznek be az adatbázisba. Mivel egy anyaginformatikai stratégia hatékonysága attól függ, hogy a mesterséges intelligencia milyen mennyiségű adatból tud tanulni, a vállalat úgy látja, hogy előnyben van.
Az adatbázis jelenleg főként numerikus adatokból áll, de a jövőben az NGK szeretné továbbfejleszteni azt olyan adatokkal, mint például a kutatók megfigyelései és a kísérletekre adott reakciói, beleértve a módszerek javítására vonatkozó javaslatokat is.
A 2023-as pénzügyi évtől kezdve a vállalat azt tervezi, hogy az anyaginformatika segítségével olyan anyagokat fejleszt, mint például a félvezetőgyártó berendezésekhez használt kerámiák. A kerámiák esetében a kulcs az, hogy az olyan jellemzők, mint a hővezető képesség és a korrózióállóság - amelyek általában kompromisszumok - mennyire jól kiegyensúlyozhatók és kombinálhatók. Az NGK célja, hogy a 2030-as pénzügyi évre az egész vállalatcsoportra kiterjedően minden termék esetében anyaginformatikát alkalmazzon az anyagfejlesztés során.
Az NGK által megkísérelt digitális átalakulás egyik akadálya a szakképzett munkaerő hiánya. Különösen az anyaginformatika területén nélkülözhetetlenek az anyagfejlesztéshez és az adatelemzéshez értő munkavállalók.
Az NGK 2021 áprilisában bevezetett egy programot, amelynek keretében a munkavállalók egy évig átkerülhetnek egy speciális részleghez, ahol az adatelemzés és más digitális átalakulással kapcsolatos témákban képezhetik magukat, majd visszatérhetnek eredeti részlegükhöz. A vállalat azt tervezi, hogy a 2030-as pénzügyi évre 1000 adatszakértőt képez ki. "Ahhoz, hogy legyőzzük versenytársainkat, sürgősen dolgoznunk kell a termékfejlesztésen" - mondta Shigeru Kobayashi, a vállalat elnöke - írta a Nikkei.
