——全球母料和復(fù)合料生產(chǎn)商Kafrit集團(tuán)與MaterialsZone合作，將人工智能應(yīng)用于其原材料管理和產(chǎn)品開發(fā)。
Kafrit集團(tuán)是一家總部位于以色列、為塑料行業(yè)提供定制化母料和復(fù)合料的全球生產(chǎn)商，由遍布三大洲的多個(gè)全球企業(yè)組成。Kafrit尋求
MaterialsZone的幫助，旨在管理其跨越所有這些不同實(shí)體的化學(xué)品、原材料、配方和成品數(shù)據(jù)，而每個(gè)實(shí)體都擁有不同的本地?cái)?shù)據(jù)系統(tǒng)。
此外，公司還希望加速研發(fā)，為所有研發(fā)材料創(chuàng)建一個(gè)統(tǒng)一的信息源，并促進(jìn)跨集團(tuán)協(xié)作。Kafrit表示，其所有公司間的數(shù)據(jù)統(tǒng)一標(biāo)志著一個(gè)
重要的里程碑，使得新產(chǎn)品或調(diào)整產(chǎn)品的交付速度更快、配方建議更佳、替代材料選擇更有效。公司發(fā)現(xiàn)，簡(jiǎn)化的流程也確保了更容易遵守
如REACH之類的法規(guī)。
MaterialsZone由Assaf Anderson與別人共同創(chuàng)立，他目前擔(dān)任該公司的首席技術(shù)官。Anderson擁有材料研究的學(xué)術(shù)背景，擁有化學(xué)學(xué)士學(xué)位、
納米材料碩士學(xué)位和光化學(xué)博士學(xué)位。在創(chuàng)立MaterialsZone之前，他曾在巴伊蘭大學(xué)納米技術(shù)與先進(jìn)材料研究所擔(dān)任博士后研究員。
通過(guò)減少試錯(cuò)，人工智能模型的整合已經(jīng)顯示出對(duì)配方流程的顯著加速作用，并通過(guò)利用共享數(shù)據(jù)和增強(qiáng)模型，實(shí)現(xiàn)了更高效的跨公司協(xié)作。
自《塑料技術(shù)》雜志與MaterialsZone交流以來(lái)，該公司已成功完成了四個(gè)涉及新化合物配方和開發(fā)的引導(dǎo)式研發(fā)項(xiàng)目，將整體研發(fā)項(xiàng)目時(shí)間縮
短了70%。
Anderson表示，MaterialsZone與Kafrit的合作始于連接多個(gè)業(yè)務(wù)部門的信息。當(dāng)兩家公司最初開始合作時(shí)，Kafrit擁有六家子公司，如今已增至
九家，實(shí)體分布在美國(guó)、加拿大、中國(guó)、瑞典、德國(guó)和以色列等全球各地。"當(dāng)時(shí)有這么多不同的地點(diǎn)，每個(gè)地點(diǎn)都管理著自己的原材料和產(chǎn)
品目錄，"Anderson說(shuō)。
他指出，盡管信息系統(tǒng)各異，但這些不同的子公司確實(shí)像不同的公司一樣，希望成為一個(gè)統(tǒng)一的實(shí)體。MaterialsZone采取的第一步措施之一是
連接這些目錄，整合來(lái)自不同地點(diǎn)的材料清單。"這已經(jīng)帶來(lái)了很多價(jià)值，"Anderson說(shuō)。"他們可以找到替代材料，并且通過(guò)混合數(shù)據(jù)，這些材
料在不同地區(qū)都可以獲取。"
公司還收集了法規(guī)數(shù)據(jù)合規(guī)數(shù)據(jù)，其理念是，如果一個(gè)人收集了一條信息，而另一個(gè)人可以從已完成的工作中受益，那么其他人就可以基于這
些先前完成的工作來(lái)篩選和選擇材料，從而使研究由整個(gè)團(tuán)體共同創(chuàng)造，而非個(gè)人。
連接產(chǎn)品目錄帶來(lái)了進(jìn)一步的協(xié)同效應(yīng)，可以識(shí)別重疊的產(chǎn)品，并通過(guò)關(guān)鍵字、屬性搜索或分類等方式，系統(tǒng)地訪問(wèn)所有材料。
"現(xiàn)在，Kafrit集團(tuán)受益于統(tǒng)一、協(xié)調(diào)的材料和供應(yīng)商目錄，"Anderson說(shuō)。"通過(guò)讓AI利用集團(tuán)內(nèi)共享的實(shí)驗(yàn)、產(chǎn)品和配方知識(shí)，他們可以顯著
提高研發(fā)和產(chǎn)品開發(fā)流程的效率。"
*MaterialsZone的起源*
在最終促成公司成立的研究初期，Anderson創(chuàng)建了一個(gè)用于發(fā)現(xiàn)新材料的"實(shí)驗(yàn)裝置"，并于2013年首次應(yīng)用了機(jī)器學(xué)習(xí)。"對(duì)我來(lái)說(shuō)，我確實(shí)在
那里看到了曙光——事情開始整合起來(lái)，我把注意力集中到了這個(gè)交叉領(lǐng)域。"特別是，Anderson對(duì)不同材料數(shù)據(jù)的交叉點(diǎn)產(chǎn)生了興趣，尋找更
好的數(shù)據(jù)保存方法，并探索用戶如何利用AI從收集的數(shù)據(jù)中獲取更多價(jià)值。
MaterialsZone于2018年成立，并開始接納外部客戶，從Anderson所稱的高通量本地化研究基礎(chǔ)設(shè)施，轉(zhuǎn)變?yōu)殚_始為周邊更多實(shí)驗(yàn)室服務(wù)的基于
云的系統(tǒng)。"MaterialsZone采納了更好的數(shù)據(jù)管理和數(shù)據(jù)整合的概念，并創(chuàng)建了這些共享環(huán)境，研究人員可以在數(shù)據(jù)上進(jìn)行協(xié)作，"Anderson說(shuō)。
Anderson認(rèn)為，許多材料公司的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)并不精益。"當(dāng)你接觸到處理材料的組織時(shí)，你會(huì)發(fā)現(xiàn)通常他們決策所需的數(shù)據(jù)不可用、無(wú)法訪問(wèn)或不
準(zhǔn)確，"Anderson說(shuō)。"存在大量的知識(shí)損失和大量的返工。人們一遍又一遍地開發(fā)相同的配方。"
造成這種低效率的原因是，許多公司內(nèi)部有多個(gè)部門孤立地進(jìn)行類似的工作。"存在很多孤立的流程，"Anderson說(shuō)。"當(dāng)你觀察一個(gè)組織時(shí)，你
會(huì)發(fā)現(xiàn)原材料涉及不同的利益相關(guān)者，他們具有不同的職能，需要收集或維護(hù)材料信息的不同方面，無(wú)論是法規(guī)、采購(gòu)、質(zhì)量控制、配方還是
材料的物理技術(shù)性能。"
這些利益相關(guān)者通常使用不同的信息系統(tǒng)，將所有數(shù)據(jù)保存在不同的位置。一些看到這些數(shù)據(jù)孤島以及不一致的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方式和方法的材料公
司正在尋求更好的解決方案。
"最終人們會(huì)說(shuō)，'我想把所有人聚集起來(lái)——連接信息系統(tǒng)，為每種材料、每個(gè)產(chǎn)品或每個(gè)配方創(chuàng)建一個(gè)統(tǒng)一的入口，讓每個(gè)人都能看到他們需
要的特定角度，'"Anderson解釋道。
*材料開發(fā)的新方法*
目前，MaterialsZone正在利用AI收集更多數(shù)據(jù)，從技術(shù)數(shù)據(jù)表和分析證書中提取相關(guān)信息，并將過(guò)去報(bào)告中的非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)。
Anderson說(shuō)，作為新結(jié)構(gòu)的一部分，該系統(tǒng)會(huì)生成所謂的"描述符"，其中包括技術(shù)、物理甚至分子標(biāo)記。"這些可以幫助你提高分析型AI的效率，
而分析型AI正是你實(shí)際上可以關(guān)聯(lián)或發(fā)現(xiàn)并預(yù)測(cè)虛擬框架結(jié)果的地方。"
借助這種稱為"引導(dǎo)式研發(fā)"的能力，該程序可以推薦潛在的材料配方并虛擬預(yù)測(cè)其性能。這使得系統(tǒng)能夠?qū)?shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與AI相結(jié)合，但AI可能會(huì)
簡(jiǎn)化材料開發(fā)中所需實(shí)驗(yàn)的數(shù)量和類型。
"其理念是向研究人員推薦如何創(chuàng)建一組實(shí)驗(yàn)，"Anderson說(shuō)，"但如果你只是按照書本或者研究型文章來(lái)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，那么就需要很多次迭代，很
多循環(huán)來(lái)重復(fù)，才能找到正確的性能。然而，如果你將AI與這個(gè)實(shí)驗(yàn)結(jié)合使用，那么你基本上可以減少試驗(yàn)次數(shù)，因?yàn)樗鼤?huì)慢慢收集足夠的數(shù)
據(jù)來(lái)構(gòu)建預(yù)測(cè)模型，然后說(shuō)，'好吧，跳過(guò)這個(gè)實(shí)驗(yàn)。我不需要它，'或者'執(zhí)行這個(gè)實(shí)驗(yàn)來(lái)教導(dǎo)模型。'"Anderson表示，從那里開始，研究人員可
以做出最佳預(yù)測(cè)，并有可能將開發(fā)周期縮短50%以上。
"分子描述符——基本上可以是芳香環(huán)數(shù)量、鏈長(zhǎng)、價(jià)電子數(shù)、共軛鍵數(shù)——被推送給分析型AI，"Anderson說(shuō)，"然后它會(huì)告訴你，例如，在合
成方面哪個(gè)是最重要的參數(shù)。就最終性能而言，哪種分子或活性基團(tuán)會(huì)為你帶來(lái)最佳結(jié)果？"
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