アメリカ合衆国エネルギー省が人工知能計画を始動し、パルプおよび製紙業界の近代化を図る

アメリカ合衆国エネルギー省 (DOE) は、人工知能、デジタル製造、先進材料科学を活用して、数十年変化のなかった業界を変革しようとしている。新たに立ち上げられた全国的なイニシアティブである森林製品技術研究と推進センター (CRAFT) は、次世代技術を開発し、国内のパルプ、製紙、パッケージング業界を現代化することを目指している。この業界は数千の製造業の雇用を支えているが、依然として古い工場インフラに依存している。このイニシアティブはDOEのオークリッジ国立研究所 (ORNL) が主導している。計画は複数の国立研究所、大学、業界パートナーを集結し、製造効率を向上させ、国内の生産者がグローバル競争力を維持できるよう支援する。

CRAFTの目標は、新しい工場の建設に焦点を当てるのではなく、デジタル変革を通じて既存の施設からより多くの価値を引き出すことである。研究者たちは、人工知能に基づくプロセス改善、複雑なモデリング、自動化、データ分析を使用して、運営のボトルネックを特定し、ダウンタイムを減少させ、産出量を増加させ、生産コストを削減する。CRAFTの執行ディレクターであり、ORNLの上級研究開発メンバーであるダニエル・コフリン (Daniel Coughlin) は、「アメリカのパルプおよび製紙業界は、私がメイン州で育った場所のように、数千の田舎のコミュニティにとって重要であるが、既存のインフラはほとんどが数十年の歴史を持っている」と述べている。

CRAFT計画の目標と方法

このセンターは、DOEの重要鉱物およびエネルギー革新オフィスの工業技術オフィスから資金提供を受け、太平洋北西国立研究所、アイダホ国立研究所、新設のロッキー山国立研究所の支援を受け、さらに業界パートナーのネットワークによって支えられている。

デジタルツールに加えて、この研究計画は業界内で最もエネルギーを消費する製造段階のいくつかを扱う。これには、次世代のパルプ処理、化学リサイクル、脱水、乾燥が含まれる。これらのプロセスは生産コストのかなりの部分を占めており、効率を向上させる機会を提供する。CRAFTの上級研究員でありロッキー山国立研究所の責任者であるグレッグ・ベッカム (Gregg Beckham) は、このイニシアティブが分子レベルのモデリングと人工知能に基づく発見および実験テストを組み合わせて、新しい製造技術の商業化を加速すると述べている。この取り組みは、研究室の研究と工場の導入との間の長期的なギャップを埋めることを目指している。

技術の変革と協力を促進する

CRAFTは最初の段階で製造業者と直接協力し、運営上の問題を特定し、商業化の前に試験すべきパイロット技術を決定する。センターはまた、企業に対して先進的な自動化、シミュレーション、データ分析能力を提供する計画であり、これらは多くの伝統的な工場が現在欠いているものである。CRAFTの最高技術責任者でありテネシー大学-ORNLのバイオリファイニングのチェアであるアート・ラガウスカス (Art Ragauskas) は、このセンターが新技術の採用に伴う技術的および財務的リスクを低減し、有望な革新が研究室から商業生産へと迅速に移行するのを促進すると述べている。

研究に加えて、CRAFTは全国的な協力の中心として機能する。紙製品の製造業者、設備供給者、下流の顧客、研究者を集結させ、業界のニーズに基づいて技術開発を調整し、労働力の発展を支援する。DOEの関係者は、このイニシアティブが国内製造を強化し、アメリカの森林製品の競争力を向上させ、パルプおよび製紙業界に依存する田舎のコミュニティにおける高付加価値の工業職を維持することを目指していると述べている。

CRAFT計画がパルプ業界に与える影響

CRAFT計画の始動は、アメリカのパルプおよび製紙業界における重要な転換を示している。業界がグローバルな競争圧力に直面する中、人工知能とデジタル技術を活用して既存の施設の効率を向上させることは、生産コストを削減し、産出量を増加させるのに寄与する。また、この計画は技術革新に焦点を当てるだけでなく、業界内の協力の重要性も強調しており、これはますます厳しくなる市場環境に対処するために不可欠である。研究機関と製造業者の力を統合することで、CRAFT計画は新技術の商業化を加速し、この業界に依存するコミュニティの経済を支えることが期待されている。