Курс является одной из первых попыток дать системный анализ развития промышленности, научного и инженерного образования, прикладных исследований с использованием одновременно историко-научного материала, современных сравнительно-экономических данных, системного анализа истории технологий. Системный исторический анализ проводится с целью найти решения для сегодняшнего дня. Автор является одновременно специалистом в истории науки и технологий и действующим руководителем современного научно-производственного предприятия в области новейших производственных технологий. Программа курса состоит из 5 недель. В течение первой недели речь пойдет об инженерном образовании в России, истории его появления и перспективах. На второй неделе мы поговорим о так называемых "Технологических эпохах" в мировой и Российской истории, и увидим, в каком пространстве создаются и развиваются новые технологии. В третьей и четвертой неделях вы узнаете о важной связи гуманитарного и технического образования, о "Великих эпохах" русской науки, а также о том, как взаимодействуют наука и технологии.После краткого экскурса в историю, вам предстоит подумать и понять,что же нас ожидает в будущем, и каким образом действовать сейчас, чтобы в новом научно-технологическом укладе Россия оказалась в числе лидеров.
Технологические уклады 2: производство и материалы
Loading...
Из курса от партнера Moscow Institute of Physics and Technology
Промышленность, инженерное образование и наука: история и перспективы
14 оценки
Moscow Institute of Physics and Technology
14 оценки
Из урока
Технологические эпохи (волны) в мировой истории и в истории России
Познакомьтесь с преподавателями
Сапрыкин Дмитрий Леонидовичкандидат наук, ген. директор НИИ ЭСТО
В прошлом видео мы поговорили о роли энергетики и транспорта в становлении
новых технологических укладов.
Мы видели, что часто новые циклы конъюнктуры,
новые технологии связаны с появлением новых источников энергии.
Например, сначала это был уголь, потом нефть.
Или с созданием крупных инфраструктур транспортных систем: водных путей
сообщения, железных дорог, сетей автомобильных перевозок.
Но существует и другая сторона.
Она, может быть, не столь масштабна в денежном выражении,
но играет, может быть, даже большую роль,
если мы посмотрим на развитие технологий и прикладных наук.
Это развитие технологий производства и использование новых материалов.
То есть простой пример: вторая волна
экономической конъюнктуры, второй длинный цикл называется эпохой стали и пара.
То есть пар, использование новых машин,
двигатель которых в свою очередь опирался на угольную энергетику
в значительной степени, и в то же время эпоха стали.
То есть в это время появилось массовое производство стали,
ряд новых процессов металлургических: мартеновский процесс,
бессемеровский процесс, несколько типов тигельного производства стали,
которые определили не только изменение технологий, скажем,
в военной промышленности — появление новой артиллерии — но и изменения в
машиностроении, кораблестроении и т.д.
То есть вот это становление технологии производства стали,
ее обработки повлекло целую цепочку изменений во всех отраслях экономики и,
собственно, инициировало сначала вторую волну конъюнктуры, а потом и третью,
потому что она тоже во много опиралась на эту технологию использования стали.
То есть если мы посмотрим на историческую картину использования
материалов — я излагаю здесь
картину согласно известному английскому материаловеду Майклу Эшби — то
вот мы увидим, что к середине XX века,
в первой половине XX века сталь была абсолютно
основным материалом в промышленности, то есть технологии,
опиравшиеся на использование стали, составляли значительно больше 50%.
Такого не было никогда в истории, то есть до конца XIX
века и после 50-х годов XX века другие альтернативные материалы,
ну скажем, металлам — например, полимеры, эластомеры, композиты,
керамика и стекло — на самом деле играли сопоставимую роль с металлами.
То есть традиционный композит, так сказать,
естественного происхождения — это дерево.
Да? То есть использование керамики и стекла на
протяжении тысячелетий имело не меньшую роль,
чем использование металлических изделий.
Точно так же полимеры и
эластомеры естественного происхождения,
да, то есть они использовались весьма много в древности,
потом их использование уменьшалось до определенного момента,
то есть где-то до конца XIX века, а потом с середины XX века стало расти.
То есть вот эта вот эволюция использования материалов,
она определяла развитие технологий и появление новых материалов, на каждом
цикле создавала толчок к развитию целого кластера новых отраслей, новых технологий.
То есть это вполне понятно.
Но материал мало получить или добыть, его надо еще уметь обработать.
Поэтому технологии...
производственные технологии, технологии изготовления изделий,
собственно, играют столь же важную роль,
как и появление новых источников энергии, новых материалов.
Классический пример, который все приводят — это пример появления
традиционных типов металлообрабатывающих станков в середине XIX века.
Соединенные Штаты Америки — страна тогда молодая и в
принципе далеко не передовая в плане науки,
например — она породила целый ряд инноваций в области металлообработки.
Произошло это еще в середине XIX века, то есть была такая,
например, фирма американская, Brown & Sharpe,
которая создала классические типы фрезерных, токарных станков, которые,
например, позволили Кольту производить его известные «уравнители»,
то есть пистолеты с взаимозаменяющимися частями.
То есть для того, чтобы Кольт и другие американские оружейники
смогли производить свое вот это разборное оружие с взаимозаменяющимися частями, чуть
раньше и даже параллельно с этим, потому что эти фирмы тесно взаимодействовали,
другие американские компании, сначала совсем небольшие, вот типа Brown & Sharpe,
должны были разработать новые типы фрезерных, токарных станков.
То есть на самом деле вот это нововведение, хотя про него все время
говорят, оно было далеко не единственным, потому что технология, собственно,
фрезеровки и токарной обработки — это только одна из списка технологий.
Таких вот инноваций в области производственных технологий было много.
И мы можем говорить о четырех волнах, так сказать, тоже развития технологий.
То есть первая волна, которая началась в
середине XIX века и продолжается до сих пор — это волна,
собственно, разработки основных типов металлорежущих станков.
Здесь наибольших успехов добились сначала англичане, потом американцы, которые,
собственно, создали классические типы металлорежущих станков,
а потом это довели до совершенства немцы.
Вторая волна была связана...
она оказалась более наукоемкой, то есть и связана с применением
новых электрохимических, электрофизических принципов.
То есть первый пример, может быть, наиболее яркий — это электросварка.
Вот в создание электросварки внесли очень большой вклад русские ученые, причем
работавшие на русских машиностроительных, военных, сталелитейных предприятиях.
То есть это, например, Славянов,
который был главным инженером и директором Пермского оружейного завода,
Бенардос — директор собственной инжениринговой фирмы,
которая по всей России, а потом в Европе внедряла новую технологию электросварки.
Потом, уже после революции массовое применение
электросварки тоже в Советском Союзе получило сначала при ремонтных работах,
при восстановлении промышленности страны, разрушенной в гражданскую войну,
и потом во время второй мировой войны.
То есть, например, танк Т-34 отличался высокотехнологичностью
и скоростью производства, в том числе потому что там применялась электросварка в
значительно большей степени, чем у танков-конкурентов.
Наконец, третья волна, предполагающая еще более сложные физические принципы,
то есть это, например, становление лазерных технологий,
технологий электронного машиностроения, например, фотолитографии — это волна,
которая обеспечила, собственно, развитие, например,
электроники, компьютерной техники, телекома уже в конце XX века.
То есть если мы сейчас посмотрим на вот, скажем,
часть, связанную с производственными технологиями, мы увидим,
что эта часть весьма невелика, то есть вот, например,
в мировом рынке фотоники и электроники доля производственных
технологий, ну скажем, лазерных производственных технологий,
технологий электронного машиностроения весьма невелика.
Но страны, которые этими технологиями владеют — это, собственно,
те страны, которые определяют мировые тренды.
Поэтому Соединенные Штаты Америки, Германия,
Япония отличаются именно здесь,
то есть именно здесь лежат их преимущества и возможности.
То есть практически вся производственная база современной промышленности находится
в Юго-Восточной Азии.
Но вот эти страны, так сказать, законодатели мод,
то есть Западная Европа, Соединенные Штаты Америки,
Япония стараются сохранить у себя не только военные и медицинские технологии,
но и прежде всего производственные технологии и создание новых материалов.
То есть вот на это делается акцент в инженерных вузах вот этих
ведущих стран мира.
Китай сейчас, тоже претендуя на ведущие роли,
он также здесь пытается занять ведущие позиции.
То есть роль таким образом новых производственных технологий и новых
материалов является определяющей в отношении новых технологических укладов.
И играет не меньшую роль, чем, скажем,
становление новой энергетики и транспортных систем,
хотя в плане капиталов это значительно более скромная область.
Ознакомьтесь с нашим каталогом
Присоединяйтесь бесплатно и получайте персонализированные рекомендации, обновления и предложения.
Coursera делает лучшее в мире образование доступным каждому, предлагая онлайн-курсы от ведущих университетов и организаций.
© Coursera Inc., 2018 Все права защищены.
