2 подписчика

Универсальные перспективные технологии

4 июня 20204 июн 2020

14 мин

Оглавление

1. Вычислительная техника
2. Волоконная оптика
3. Лазерная технология

Новые материалы способствуют появлению новых технологий. Среди множества технологий, появившихся за последние годы, есть такие, которые нашли широкое применение в различных сферах науки, техники и в быту. Такие технологии называют универсальными.

Виды универсальных перспективных технологий

Среди таких универсальных технологий выделяют наиболее перспективными следующие виды:

Вычислительная техника.
Волоконная оптика.
Лазерная технология.
Электроннолучевая технология.
Плазменная технология.

1. Вычислительная техника

Вычислительная техника по праву считается вершиной творения человеческой мысли. Одна из самых молодых отраслей, она развивается такими темпами, что всего за полвека в мире сменилось уже 4 поколения ЭВМ. Вообще говоря, термин ЭВМ не очень подходит для устройств вычислительной техники. Ведь функция машины - преобразовывать энергию, а ЭВМ, или компьютер, служит для обработки, хранения и передачи информации.

ЭВМ была создана, чтобы избавить человека от длительных вычислений. Но применение компьютеров только для расчетов, даже очень сложных, давно ушло в прошлое. ЭВМ теперь управляют движением транспорта, размещают товары на складах, делают переводы с иностранных языков, помогают вести делопроизводство в конторах, редактируют тексты и т.д. Наступило время, когда ЭВМ входят в наш быт.

Уже созданы сети ЭВМ, охватывающие целые города, страны и даже континенты. Любая машина, установленная в квартире, магазине, учреждении, связанная по телефонным проводам или телевизионному кабелю со многими тысячами ЭВМ, может обмениваться с ними информацией. Мир, вступивший в эпоху компьютерных сетей, изменится неузнаваемо. Не лишено смысла высказывание японских специалистов в области вычислительной техники, что мир завоюют не те, у кого оружие, а те, кто обладает информацией.

Профессии в сфере работы с вычислительной техникой

Разработчик интеллектуальных систем (актуальная сейчас и будет актуальна 5-10 лет, как минимум)

Заработная плата от 67 000 до 480 000.

Разработчик интеллектуальных систем занимается разработкой технических и/или программных систем, которые на основе базы знаний конкретной предметной области способны решать сложные творческие задачи, требующие выработки новых логических связей и поиска нестандартных решений. По сути, интеллектуальные системы обладают искусственным интеллектом (AI), способны к накоплению знаний и их использованию в разных ситуациях, умеют принимать решения без участия человека. Интеллектуальные системы на базе искусственного интеллекта способны учиться на опыте, анализировать безопасность, устанавливать новые связи, способны адаптироваться в соответствии с текущими данными и возможностями удаленного мониторинга и управления.

Интеллектуальные системы могут также включать сложные программные системы на базе искусственного интеллекта (AI), такие как поисковые системы, чат-боты, экспертные системы и другие типы программного обеспечения.

Специалист по анализу больших данных (профессия в перспективе 10-20 лет будет очень востребована)

Заработная плата от 46 900 до 258 700.

Специалист по анализу больших данных изучает огромные массивы информации со сложной неоднородной или неопределенной структурой (результаты исследований, рыночные тенденции, предпочтения клиентов и пр.). Анализ таких данных может дать иной уровень понимания предмета исследования и наблюдаемых феноменов, в результате чего могут быть сделаны открытия и созданы новые технологии, вещества, подходы к явлениям различных сфер жизни.

Главная компетенция специалиста по большим данным – умение видеть логические связи в массивах собранной информации, и на основании этого разрабатывать новые подходы и решения.

По мере возникновения технологий, которые позволяют все быстрее и быстрее обрабатывать много гигабайтные массивы информации, профессия аналитика больших данных становится все более востребованной.

Инженеры Big Data отвечают за хранение, преобразование данных и быстрый доступ к ним. Аналитики Big Data отвечают за анализ больших данных, выявление взаимосвязей и построение моделей.

Образование

НИУ ВШЭ – Национальный исследовательский университет "Высшая школа экономики".
СПбНИУ ИТМО – Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики.
КНИТУ – Казанский национальный исследовательский технологический университет.
НГУ – Новосибирский национальный исследовательский государственный университет.
НГТУ – Новосибирский государственный технический университет.

2. Волоконная оптика

Следующая отрасль развития универсальных перспективных технологий — это волоконная оптика.

Действующие на принципе полного внутреннего отражения, волоконные световоды для технических целей стали использоваться сравнительно недавно, всего каких-то 50 лет назад. Волокна изготавливают из очень чистого кварца или стекла. Оптимальный диаметр световода составляет 4—100 мкм. Стеклянная нить такого диаметра может гнуться в любых направлениях, принимая довольно сложную форму, благодаря чему световоды получили название гибких. Это свойство, кстати, используют в медицинских инструментах — эндоскопах для визуального исследования внутренних полостей человеческого тела. Световоды оказались полезными в телевизионной и военной технике. Применение волоконной оптики — один из самых перспективных путей повышения действия ЭВМ.

Профессии в сфере работы с волоконной оптикой

Инженер – оптотехник

Заработная плата от 35 000 до 250 900.

Инженер-оптотехник занимается исследованиями, созданием и применением оптических приборов и технологий.

В его обязанности входит разработка, конструирование, сопровождение изготовления, внедрение и использование оптических приборов и систем. Это могут быть самые различные приборы: светодиоды, накальные газоразрядные лампы, полупроводниковые, газовые и твердотельные лазеры. Он также обеспечивает инженерное сопровождение эксплуатации оптических приборов: контролирует их работу, занимается инсталляцией, обслуживанием и ремонтом приборов в различных сферах деятельности, где используются оптические приборы, - в медицине и технике.

Специалист по технологиям и приборам квантовой электроники и фотоники

Заработная плата от 48 000 до 220 000.

Специалист по приборам квантовой электроники и фотоники занимается исследованиями, разработками, конструированием и технологическим обеспечением производства приборов, для которых характерно стремление к миниатюризации и интеграции элементов на основе современных технологий, а также приборов для решения задач информатики, связанных с созданием высокопроизводительных оптических систем передачи, обработки, хранения и отображения информации - квантовых компьютеров.

Этот специалист должен хорошо разбираться в фотонике и квантовой электронике, его профессия стоит на стыке нескольких профессий. Он должен понимать современную физику, быть и нанотехнологом, и электроинженером, и оптиком одновременно, и еще быть немного математиком и химиком, обладать пониманием квантовой механики.

Образование

НИЯУ МИФИ – Национальный исследовательский ядерный университет "МИФИ" (Москва).

Национальный исследовательский Томский государственный университет.

Санкт – Петербургский государственный университет телекоммуникация имени профессора М. А. Бонч -Бруевича.

НГТУ – Новосибирский государственный технический университет.

3. Лазерная технология

В 1960 году советские ученые-физики И.Г.Басов и А.М.Прохоров одновременно с американским физиком Таунсом создали источник света, который обладал одновременно тремя свойствами: монохроматичностью, параллельным распространением, достаточной яркостью. Устройство назвали лазер. Другое названии лазера — оптический квантовый генератор (ОКГ).

Установив на входе световода лазер, а на выходе — фотоприемник, можно, модулируя интенсивность луча, передавать, как по проводу, информацию. Длина световой волны очень мала, и поэтому плотность передаваемой информации колоссальна.

В настоящее время световые станки широко применяются в промышленности для получения отверстий в часовых камнях из рубина, алмазах и твердых сплавах, в диаграммах из тугоплавких труднообрабатываемых металлов. Новые станки позволили в десятки раз повысить производительность, улучшить условия труда, изготавливать такие детали, которые другими методами получить невозможно.

Лазер не только производит размерную обработку микроотверстий. Уже созданы и успешно работают светолучевые установки для резания изделий из стекла, для микросварки миниатюрных деталей и полупроводниковых приборов и др. Создание лазера и изучение его возможностей привело к возникновению нового раздела медицины — лазерной хирургии.

Профессии, связанные с лазерной технологией

Инженер по лазерной технике и лазерным технологиям (профессия в перспективе 10 – 20 лет будет очень востребована)

Заработная плата от 30 800 до 75 400.

Инженер по лазерной технике и лазерным технологиям занимается исследованиями в области оптической и лазерной техники, оптического материаловедения, оптических и лазерных технологий, созданием, проектированием, а также внедрением и использованием лазерной техники, разработкой лазерных технологий.

В его обязанности входит контроль работы приборов, например, при лазерной обработке материалов. Он также обеспечивает инженерное сопровождение применения лазеров в медицине и технике (производит сборку, настройку, занимается ремонтом).

Инженер по 3D печати (актуальна сейчас, но через 10 -20 лет будет более востребованной)

Заработная плата от 35 000 до 250 900.

Инженер по 3D печати - специалист по технологии 3D-печати. В его обязанности входит разработка технологии, программного обеспечения и оборудования для 3D печати и сопровождение реализации самого процесса печати. Он все знает о различных технологиях 3D печати, сам может сделать дизайн и разработать 3D-модель, безупречно знает материалы и оборудование, умеет применять свои знания в различных сферах: медицине, космонавтике, производстве готовой продукции и прототипировании, строительстве и др.

3D конструкторы в области строительства могут в будущем полностью заменить двухмерную разработку плана конструирования. Специалисты по 3D печати уже сегодня широко востребованы в области производства товаров народного потребления, моделирования дизайнерских изделий.

3D инженеры также работают в области воспроизводства фрагментов человеческих органов и тканей, могут разрабатывать транспортные средства. Для специализации в различных предметных областях инженеру по 3D печати нужны соответствующие знания.

Образование

МГТУ им. Н.Э. Баумана – Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана;
СНИУ – Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королева;
ПГУ – Пензенский государственный университет.
НГТУ – Новосибирский государственный технический университет;
Сибирский государственный университет геосистем и технологий.

4. Электроннолучевая технология

Одной из новых областей техники является обработка материалов (сварка, резание и т.п.) пучком электронов. Она родилась в 50-х годах нашего века. Возникновение новых методов обработки, разумеется, не случайно.

В современных производствах приходится иметь дело с очень твердыми, трудно обрабатываемыми материалами. В электронной технике, например, применяются пластины из чистого вольфрама, в которых необходимо сверлить сотни микроскопических отверстий диаметром в несколько десятков микрометров. Старой технологии обработки такие задачи не по плечу. Поэтому ученые и инженеры обратились к электронам и заставили их выполнять технологические операции резания, сверления, фрезерования, сварки, выплавки и очистки металлов.

Установки для обработки электронным лучом — это сложные устройства, основанные на достижениях современной электроники, электротехники и автоматики. Контролируют ход электронной обработки обычно с помощью оптического микроскопа. Он позволяет точно установить луч до начала обработки, например выполнять резание по заданному контуру, и наблюдать за процессом.

Электроннолучевые установки часто оснащаются программирующим устройством, которое автоматически задает темп и последовательность операций.

Профессии, связанные с электроннолучевой технологией

Сварщик на электронно-лучевых сварочных установках

Заработная плата от 37 800 до 184 600.

Сварщик на электронно-лучевых сварочных установках — это квалифицированный рабочий, который выполняет работы по сварке в различных плоскостях, подвергающихся испытаниям, узлов и деталей разной сложности из сталей с примесями, цветных металлов и сплавов.

В зависимости от разряда сварщик на электронно-лучевых сварочных установках может выполнять простые или более сложные работы:

Участие в наладке сварочных установок и машин.
Подбор режимов и подналадка их в процессе работы.
Обслуживание вакуумной системы, вакуумных насосов и агрегатов.
Наблюдение за откачкой и контроль работы вакуумной системы по контрольно-измерительным приборам.
Обслуживание питающих устройств высокого напряжения сварочных установок.
Обслуживание откачного оборудования, выгрузка свариваемых изделий из камер.

Профессия Инженер-электросварщик (специалист по электросварочным установкам и системам)

Заработная плата от 35 000 до 250 900.

Инженер-электросварщик — это специалист широкого профиля. Электросварка используется на предприятиях самых различных отраслей промышленности, от мастерских по ремонту бытовой техники до заводов по изготовлению оборудования для тепловых и атомных электростанций и ракетнокосмических комплексов. Сварочное оборудование чрезвычайно разнообразно, от переносных сварочных аппаратов для ручной сварки до роботизированных поточных линий шовной и многоточечной сварки, автоматов плазменной резки и наплавки.

Специалист по электросварочным установкам и системам хорошо ориентируется в технологии и видах сварки, знает различные типы электросварочного оборудования и его особенности. Он может организовать технологический процесс электросварки и грамотно эксплуатировать используемое в нем оборудование.

Образование

Нижегородский промышленно-технологический техникум (Нижний Новгород);
Екатеринбургский промышленно-технологический техникум им. В. М. Курочкина (Екатеринбург);
Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана.
Новосибирский технологический институт, филиал РГУ им. А. Н. Косыгина;
НГТУ – Новосибирский государственный технический университет.

5. Плазменная технология

Еще одна большая группа принципиально новых технологий — плазменные, основанные на обработке сырья и полупродуктов концентрированными потоками энергии. Известно, более 50 таких технологий. Сформировалась и научная база этой группы технологий — плазмохимия, изучающая процессы, протекающие при среднемассовой температуре рабочего газа 8 000—10 000 С.

Техника плазменных технологий — это генераторы низкотемпературной плазмы, или плазмотроны, единственные установки, позволяющие с высоким тепловым КПД (80—90%) осуществлять непрерывный регулируемый нагрев газа до высоких температур. По своим размерам это чрезвычайно компактные агрегаты. Их размеры в поперечнике составляют несколько десятков сантиметров, а длина — несколько метров.

Химия, металлургия, машиностроение — основные сферы применения плазменных технологий. Важная особенность плазменных процессов заключается в том, что при высоких температурах химические реакции идут иначе, чем обычно. А это значит, что в плазмотронах можно получать материалы с принципиально новыми — композитными свойствами.

В разных отраслях успешно используется метод плазменного нанесения на поверхность деталей упрочняющих, термостойких, антикоррозионных, защитных, декоративных и других покрытий. При высокой температуре в струе плазмы происходит разложение отходов на элементы с последующим синтезом новых продуктов. Так открывается путь к безотходным, экологически чистым технологиям.

Профессии, связанные с лазерной технологией

Оператор плазмохимических процессов (электронная техника)

Заработная плата от 19 000 до 204 000.

Оператор плазмохимических процессов (электронная техника) это рабочий, который выполняет работы по проведению процессов плазмохимической очистки, травления полупроводниковых материалов, металлов, металлических систем с использованием реагентов различных видов.

Нанофизик

Заработная плата от 45 400 до 250 000.

Нанофизик это ученый, который занимается изучением физики структур и артефактов, которые имеют размеры в нанометровом диапазоне или явлений, происходящих в наносекунды. Нанофизика имеет дело с объектами, состоящими из десятков атомов, а ее методы позволяют описать, «увидеть» или измерить свойства отдельных частиц (молекул, атомов или даже электронов) в этих объектах. В нанобъектах выполняются все законы квантовой механики, но в комбинациях, не предусмотренных природой. Возможно, некоторые из экзотических свойств нанообъектов окажутся полезны для наноэлектроники будущего, но уже сегодня работы в области нанофизики дали мощный импульс фундаментальной науке и технологи.

Образование