有機材料、無機材料、金属材料等、材料開発の効率化を実現するマテリアルズ・インフォマティクス（MI）とは

皆様、お世話になっております　船井総合研究所　AI推進室　石倉です。

昨年のAIコンサルティング部から、AI推進室へ組織変更され、企業のAI導入について、ご支援させて頂きます。どうぞ、よろしくお願いいたします。

さて、近年、製造業を取り巻く環境は激変しており、グローバル競争の激化、顧客ニーズの多様化、環境問題への対応など、企業は様々な課題に直面しています。

その中で、競争優位性を維持強化していくためには、製品の根幹をなす「材料開発」の革新が不可欠です。

従来の材料開発は、研究者の経験と勘に基づいた試行錯誤的な実験が中心であり、多大な時間とコストを要していました。

しかし、近年、AIやビッグデータ技術を駆使した**マテリアルズインフォマティクス（MI）**が登場し、材料開発に革命をもたらしています。

MIは、材料開発の期間を大幅に短縮し、コスト削減、高性能な新材料の創出を可能にする、まさに「次世代の材料開発」といえるでしょう。

本コラムでは、MI導入の必要性について、以下の3つの章に分けて解説いたします。

1. 材料開発の現状と課題

従来の材料開発は、研究者の経験と勘に頼るところが大きく、以下のような課題を抱えています。

• 開発期間の長期化：新材料の開発には、平均で10年以上、長いものでは20年以上かかることも珍しくありません。
• 開発コストの増大：試行錯誤的な実験には、膨大な費用と人材が必要です。
• 偶然性に依存した開発：新材料の発見は、多くの場合、偶然の産物に頼っています。

これらの課題は、企業の競争力や収益性を阻害する要因となっています。

例えば、ある調査によると、新製品の開発期間が1年遅れるごとに、その製品の収益は最大30%減少すると言われています。

また、開発コストの増大は、製品価格の上昇や研究開発投資の抑制につながり、企業の成長を阻害する可能性があります。

2. MIが注目される背景

MIは、AIや機械学習、データサイエンスの手法を材料開発に応用することで、上記のような課題を解決する革新的な技術です。

MIが注目される背景には、以下の要因が挙げられます。

• データ量の爆発的増加：近年、材料に関するデータ量が飛躍的に増加しており、MIに活用できるデータが豊富に存在します。
• 計算能力の向上：コンピュータの処理能力が向上し、複雑な計算を高速に実行できるようになりました。
• AI技術の進化：深層学習などのAI技術が進化し、材料データの解析精度が向上しました。

これらの要因により、MIは近年急速に発展し、多くの企業で導入が進められています。

3. MI導入によるメリット

MIを導入することで、企業は以下のようなメリットを享受できます。

• 開発期間の短縮：MIを活用することで、新材料の開発期間を従来の1/10に短縮できる事例も出てきています。
• 開発コストの削減：無駄な実験を削減することで、開発コストを大幅に削減できます。
• 競争力強化：高性能な新材料を迅速に開発することで、市場競争力を強化できます。
• 新規事業創出：MIによって新たな材料特性を発見し、新規事業の創出に繋げることができます。

例えば、ある化学メーカーでは、MIを導入することで、新材料の開発期間を3年から1年に短縮し、開発コストを50%削減することに成功しました。

また、ある自動車メーカーでは、MIを活用して軽量かつ高強度な新素材を開発し、燃費向上と安全性向上を実現しました。

MIは、企業の競争力を強化し、持続的な成長を促進するための重要なツールと言えるでしょう。

次回のコラムでは、MIで何ができるのか、具体的な活用事例と可能性について解説いたします。

追伸

MI導入だけでなく、専門的なAI構築、そのためのデータプラットフォーム構築に関するご相談は、いつでも承っております。 お気軽にお問い合わせください。