3. Materials Integration—Data-Driven Approach to Materials Design Using Simulation and Database

Das Kapitel stellt Materialintegration (MI) vor, einen datengestützten Ansatz für die Materialkonstruktion, der Simulationen und Datenbanken nutzt, um die Materialleistung vorherzusagen. Es werden die Herausforderungen traditioneller Materialdesignmethoden und die Fortschritte in den Bereichen Rechenleistung und Datenwissenschaft diskutiert, die die Entwicklung des MI ermöglicht haben. Das Kapitel beleuchtet die Fähigkeit des MI-Systems, Experimente, Berechnungen und Theorien systematisch zu integrieren, und sein Potenzial, Zeit und Kosten bei der Materialentwicklung deutlich zu reduzieren. Es bietet auch Beispiele für Entwicklungsprojekte von MI in verschiedenen Ländern, wie die Materials Genome Initiative in den USA und die Material Research by the Information Integration Initiative in Japan. Das Kapitel betont den Einsatz von maschinellem Lernen und datenwissenschaftlichen Techniken im MI zur Vorhersage von Materialeigenschaften und Leistung und diskutiert die Einrichtung von Datenbanken und Plattformen für MI. Darüber hinaus werden Fallstudien zur Entwicklung von Modulen zur Lebensdauervorhersage für schwer entflammbare Schweißverbindungen aus Magnesiumlegierungen und zur Erstellung von Datenbanken zur Vorhersage der Leistungsfähigkeit und Lebensdauer von Magnesiumwerkstoffen vorgestellt. Das Kapitel schließt mit einer Diskussion über die zukünftigen Aussichten des MI bei der Beschleunigung von Forschung und Entwicklung in der Materialwissenschaft und das Potenzial zur Optimierung der Materialauswahl und Verbesserung der Zuverlässigkeit bei der Konstruktion.