Профессиональный стандарт (стр. 6 )

	Термины, характеризующие понятие (условия, строение, свойства) и его параметры	Термины, характеризующие изменения параметров в процессе обработки и эксплуатации	Способы (методы) определения параметров	Модели описания изменения параметров в процессе эксплуатации и обработки
Условия эксплуатации и обработки	Термическое воздействие (температура)	изотермическая выдержка, термоциклирование, скорость нагрева и охлаждения	термометрические измерения	модели, описывающие условия обработки материалов, и модели, описывающие условия эксплуатации материалов, в терминах характеристик внешних воздействий
коррозионное воздействие (PH среды)	изменение коррозионной активности среды	электрохимические измерения
механические воздействия (интенсивность механических напряжений)	циклические нагрузки (усталостное нагружение) ползучесть активная деформация динамическое нагружение	тензометрические измерения и др.
электромагнитное воздействие (напряжённость электрического и магнитного поля)	постоянное воздействие поля циклическое воздействие поля	магнитометрические измерения
Связь между параметрами внешних условий эксплуатации и обработки с параметрами строения (состава и структуры)
Строение (структура, состав)	химический состав	химические реакции (окисление и др.)	спектр методов	Модели описания эволюции структуры материала на различных масштабных уровнях в терминах физики, химии и механики твёрдого тела
	фазовый состав	фазовые превращения	рентгено-фазовый анализ
	размер и форма структурных элементов основной фазы	рекристаллизация	Оптическая микроскопия, РЭМ, ПЭМ, малоугловое рентгеновское рассеяние, метод весовой седиментации, фотоседиментационный метод, методы определения удельной поверхности
	распределение размеров структурных элементов основной фазы
	размер и формаструктурных элементов (частиц) неосновных фаз	распад твёрдого раствора, зарождение и рост частиц, коалесценция
	распределение размеров частиц неосновных фаз
	характеристики пространственного распределения частиц неосновных фаз
	параметры, характеризующие анизотропию структуры	эволюция текстуры	рентгеновский текстурный анализ
	параметры, характеризующие параметры химической макро (мезо) неоднородности структуры	гомогенизация	рентгеновский микроанализ
	параметры, характеризующие параметры химической микро неоднородности структуры	сегрегация
	параметры, характеризующие состояние поверхности	совокупность параметров
	параметры, характеризующие состояние внутренних поверхностей раздела	зернограничная сегрегация. уровень неравновесности границ	ВИМС
	параметры, характеризующие плотность дефектов решётки	эволюция дислокационной структуры изменение плотности точечных дефектов	ПЭМ
Связь между параметрами структуры и параметрами физических, химических и механических свойств
Физические, химические и механические свойства	физические (инженерные) свойства:			модели, описывающие взаимосвязь физических. химических и механических свойств материалов (например, модели кристаллофизики: модели пьезоэлектрического эффекта, эффекта Пельтье, электрооптического эффекта, магнитотермического эффекта, магнитомеханического эффекта)
	электрические свойства (электросопротивление)	изменение параметров, характеризующих физические, химические и механические свойства, вследствие развития процессов эволюции структуры в условиях обработки и эксплуатации	методы измерения электросопротивления
	магнитные свойства (коэрцитивная сила)		коэрцитиметр
	тепловые свойства (температура плавление, температуры фазовых переходов,		дифференциальная сканирующая калориметрия
	коэффициент теплового расширения,		дилатометрия
	теплоёмкость,		дифференциальная сканирующая калориметрия
	теплопроводность)		методы измерения теплопроводности
	упругие свойства (упругие модули)		акустические методы
	оптические свойства (коэффициенты поглощения, отражения и др.)		оптические методы
	коэффициент затухания упругих волн		акустические методы
	механические (инженерные) свойства:
	предел текучести,		испытания на растяжение
	пластичность,
	твёрдость,		методы измерения твёрдости (Виккерс, Бриннель, Шор)
	химические свойства:
	химическая активность в условиях обработки и эксплуатации		потенциометрические методы измерения химических свойств
Связь между параметрами физических, химических и механических свойств и параметрами эксплуатационных, технологических и инженерных свойств
Эксплуатационные, технологические и инженерные свойства	Эксплуатационные свойства:			карты инженерных. эксплуатационных, технологических свойств материалов
	требологические свойства (коэффициент трения)	изменение параметров, характеризующих эксплуатационные, технологические и инженерные свойства, вследствие развития процессов эволюции структуры в условиях обработки и эксплуатации	испытания проводятся в соответствии с принятыми техническими регламентами (ГОСТами, СТП, специальными методиками)
	выносливость (предел усталости)
	жаропрочность (предел ползучести)
	жаростойкость (максимальная температура эксплуатации)
	коррозионная стойкость (скорость коррозии, склонность к КРН)
	прочность (предел прочности)
	трещиностойкость (коэффициент трещиностойкости)
	релаксационная стойкость (предел макроупругости)
	Технологические свойства порошков и порошковых материалов:
	прессуемость порошков		испытания проводятся в соответствии с принятыми техническими регламентами (ГОСТами, СТП, специальными методиками)
	текучесть порошков
	насыпная плотность
	насыпная плотность после утряски
	плотность формовок
	оптимальная температура спекания
	сыпучесть

	Знание моделей (закономерностей), описывающих связи параметров	Умение планировать и организовывать экспериментальные и теоретические исследования закономерностей связей параметров	Умение анализировать результаты исследований	Умение по результатам анализа формулировать рекомендации технологу и конструктору
Условия эксплуатации и обработки
Связь между параметрами внешних условий эксплуатации и обработки и параметрами строения (состава и структуры)	Знание теории эволюции структуры и состава материалов при внешних термических, термомеханических и др. воздействиях Знание моделей эволюции дефектной структуры кристаллов Знание моделей возврата и рекристаллизации Знание моделей фазовых превращений и др.	Планировать и организовывать экспериментальные и теоретические исследования по изучению связей между параметрами структуры материалов и параметрами внешних условий, моделирующих условия эксплуатации	Умение установить закономерности связей параметров структуры материалов и параметров внешних условий, моделирующих условия эксплуатации и оценить возможность переноса модельных результатов на поведение материала в реальных условиях эксплуатации	Умение формулировать рекомендации конструктору по изменению (в случае необходимости) конструктивных решений и изменению марок используемых в конструкции материалов
Строение (структура, состав)
Связь между параметрами структуры и параметрами физических, химических и механических свойств	Знание подходов к описанию связей между параметрами физических, механических и химических свойств и параметрами структуры материалов (например: модель дисперсионного упрочнения, модель Холла-Петча, модель структурной сверхпластичности и др.)	Планировать и организовывать экспериментальные и теоретические исследования по изучению связей между параметрами структуры материалов и параметрами физических, химических и механических свойств	Умение установить закономерности связей параметров структуры материалов и параметров физических, химических и механических свойств и оценить возможность переноса модельных результатов на поведение материала в реальных условиях	Умение формулировать рекомендации технологу по управлению параметрами структуры материалов для обеспечения производства материалов с повышенными физическими, химическими, механическими свойствами
Физические, химические и механические свойства
Связь между параметрами физических, химических и механических свойств и параметрами эксплуатационных, технологических и инженерных свойств	Знание подходов к описанию связей между параметрами физических, механических и химических свойств и параметрами эксплуатационных, технологических и инженерных свойств (например: модель коррозионного растрескивания под напряжением, модель жаропрочности (ползучести), модель усталости и др.)	Планировать и организовывать экспериментальные и теоретические исследования по изучению связей между параметрами физических, химических и механических свойств и параметрами эксплуатационных, технологических и инженерных свойств	Умение установить закономерности связей параметров физических, химических и механических свойств и эксплуатационных. технологических и инженерных свойств и оценить возможность переноса модельных результатов на поведение материала в реальных условиях	Умение формулировать рекомендации конструктору и технологу по выбору материалов на основе знания физических химических и механических свойств для оптимизации конструкторских и технологических решений с целью улучшения эксплуатационных свойств материала
Эксплуатационные, технологические и инженерные свойства

Приложение 3

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА[7]

Концепция формирования квалификационных требований к компетенциям специалистов (конструкторов, технологов и материаловедов) в области нанотехнологий и наноматериалов

§1. Квалификационные требования, согласно постановлению Национального агентства развития квалификаций (НАРК) (Рисунок 1), имеют 4 уровня:

1.  Обобщённые трудовые функции

2.  Специальные трудовые функции

3.  Трудовые действия

4.  Необходимые знания и умения

Рисунок 1. Общая структура квалификационных требований профессионального стандарта, согласно постановлению НАРКа

§2. В основу требований к компетенциям на уровнях 1-2 (обобщённые трудовые функции и специальные трудовые функции) предлагается положить основные идеи и понятия стандарта ISO-9001, структурирующего основные процессы производственного цикла (Таблица 1). В этом случае возникает системная, опирающаяся на хорошо развитую традицию, основа формирования общих требований к знаниям и умениям специалистов (знания и умения, связанные с работой с документами, с персоналом, с оборудованием, с материалами и т. д.). Таким образом, требования на 1 и 2 уровнях (обобщённые трудовые функции и специальные трудовые функции) оказываются одинаковыми для всех специалистов и не зависят от специфики их деятельности.

П-0 Процесс управления системой менеджмента качества:	Управление процессами жизненного цикла продукции П-4
1. Управление документацией СМК П-1 2. Ответственность руководства П-2 3. Менеджмент ресурсов П-3 4.Процессы жизненного цикла продукции П-4 5. Измерение, анализ, улучшение П-5	П-4.1. Процессы, связанные с потребителем
П-4.2. Планирование разработки
П-4.3. Процесс проектирования и разработки
П-4.4. Процесс закупки
П-4.5. Процесс производства и обслуживания
П-4.6. Процессы контроля, мониторинга и измерений
П-4.7. Управление несоответствующей продукцией

Таблица 1. Структура и основные понятия стандарта ISO-9001.

§3. На третьем уровне – уровне трудовых действий (операций, совершаемых работником для выполнения трудовой функции) – находит отражение специфика средств труда. Для того чтобы сформулировать требования к специалистам на этом уровне, необходимо описать особенности деятельности технологов, материаловедов и конструкторов.

Области специализации конструкторов, технологов и материаловедов схематически показаны на Рисунке 2, иллюстрирующем особенности их «взгляда» на материалы и изделия. Из рисунка видно, что технолог сосредоточен на проблемах синтеза материалов и их формообразования, конструктор работает, главным образом, с формой и свойствами. Материаловед, в основном, занимается проблемами связи строения (состава и структуры) материалов и их свойств. Исходя из такого понимания, остановимся подробнее на описании компетенций указанных специалистов.

Рисунок 2

Технолог решает задачу выбора и оптимизации процессов создания (изготовления и обработки) материалов и изделий.

Эти процессы подразделяются на процессы синтеза материалов, процессы структурообразования и процессы формообразования. Каждый из указанных процессов, в свою очередь, имеет своё деление на подпроцессы. Например, процесс формообразования подразделяется на процессы соединения, разъединения и деформационного формообразования. В свою очередь, каждый из этих процессов имеет своё подразделение, например, процессы формообразования подразделяются на процессы соединения (разъёмного и неразъёмного), разъединения и деформационного формообразования. Процессы неразъёмного соединения подразделяются на процессы сварки, пайки, склеивания. Процессы сварки, в свою очередь, подразделяются на более чем 10 конкретных видов сварки и т. д.

Указанное иерархическое перечисление может быть представлено в виде специального графа – «дерева технологических процессов», имеющего несколько уровней описания (обозначенных на рисунке цифрами 1-4) (Рисунок 3).

Рисунок 3. Дерево технологических процессов

При формировании требований к компетенциям технолога работодателю следует выбрать уровень, знания на котором он будет считать достаточными для принимаемого на работу специалиста. Как правило, конкретные трудовые действия осуществляются на 4 (5) уровне в иерархии технологических процессов, и работодатель может выбрать, следует ли требовать от технолога знаний о смежных (находящихся на одном уровне) технологиях, а также знаний о технологиях более высокого уровня обобщения, или ограничиться одной конкретной технологией.

Применительно к каждой из конкретных технологий специалист на уровне трудовых действий должен владеть средствами труда, уметь ими управлять и их контролировать. Опишем матрицу требований к компетенциям технолога. По вертикальной оси расположим перечень средств труда, а по горизонтальной оси – требования к знаниям и умениям по контролю и управлению этими объектами (средствами труда).

При заполнении специалистом этой матрицы в полной мере проявится и специфика предмета труда (объёмного наноматериала или нанопокрытия), и, таким образом, проявятся компетенции специалиста-технолога в заданной предметной области. Однако знания и умения, касающиеся предмета труда – создаваемого материала (изделия) – будут полностью выявлены на четвёртом уровне – уровне специальных знаний и умений.

§4. Перейдём теперь к описанию требований к компетенциям технолога в области предмета труда. Технолог обеспечивает процесс преобразования состава, структуры и/или формы исходного материала в материал (изделие) с наноструктурой. Для обеспечения этого процесса технолог должен знать физические, химические и механические процессы, связанные с этим преобразованием, и уметь эти процессы контролировать и этими процессами управлять. Деятельность технолога по созданию материалов (изделий) может быть разделена на три фазы:

1. Подготовительная фаза. На этой фазе осуществляется контроль состояния материала (сырья, компонентов и т. д.). Здесь необходимо знать параметры исходных состояний, влияющие на возможность осуществления процесса, уметь их контролировать и ими управлять.

2. Фаза производства. В этой фазе происходит преобразование исходного материала в «наноматериал». Для обеспечения этой деятельности технолог должен знать параметры процесса преобразования и уметь их контролировать и управлять ими (корректируя при необходимости технологические режимы).

3. Фаза выходного контроля и обеспечения условий хранения. В этой фазе осуществляется контроль состояния полученного материала и управление обеспечением условий его сохранения. Для осуществления этой деятельности необходимо знать параметры конечного (нано) состояния и уметь контролировать их обеспечение.

Таким образом, требования к компетенциям технолога на четвёртом уровне – уровне специальных знаний и умений – могут быть описаны следующей матрицей:

§5. Материаловед решает задачу выбора и оптимизации эксплуатационных, технологических и инженерных свойств[8] с учётом строения (состава и структуры) материала (изделия) и с учётом процессов изменений структуры и свойств при обработке и эксплуатации.

Требования к трудовым действиям (уровень 3) материаловеда определяются требованиями к его компетенциям, касающимся средств труда. На третьем уровне – уровне трудовых действий – материаловед должен владеть средствами труда, уметь ими управлять и их контролировать. Компетенции материаловеда на третьем уровне описаны в таблице 4:

§6. Перейдём теперь к описанию предмета труда материаловеда. Предметом его труда являются свойства материалов в их связи со структурой и составом. Материаловед оптимизирует свойства материалов на основе знаний о его структуре.

Таким образом, материаловед должен владеть знаниями об эксплуатационных, технологических и инженерных свойствах материалов, их связи со структурой и знаниями о процессах эволюции структуры и свойств при обработке и эксплуатации.

Проблема здесь состоит в том, что в настоящее время в научной и инженерной практике не разработаны эффективные инструменты (способы), обеспечивающие эффективный переход от результатов изучения состава и структуры к прогнозу эксплуатационных и технологических свойств. Известны методы, позволяющие в некоторых случаях связывать результаты исследований состава и структуры с параметрами физических, химических и механических свойств материалов, однако связь этих параметров с эксплуатационными и технологическими свойствами также не является однозначной.

Второй важный аспект деятельности материаловеда связан с его возможностями описания и предсказания изменения свойств материала в процессе эксплуатации и обработки. Здесь в настоящее время также отсутствуют алгоритмизиррованные подходы. Для решения этого круга задач материаловед должен уметь устанавливать связь влияния внешних факторов (действующих при обработке и эксплуатации: время, температура, среда, механические и физические поля) с эволюцией структуры; устанавливать связь эволюции структуры с изменениями параметров физических, химических и механических свойств и устанавливать связь эволюции параметров физических, химических и механических свойств с изменениями эксплуатационных и технологических свойств в процессе эксплуатации и обработки.

Таким образом, требования к содержанию знаний и умений материаловеда могут быть описаны в следующих двух таблицах:

§7. Конструктор решает задачу обеспечения функции изделия путём оптимизации его формы с учётом инженерных и эксплуатационных свойств материалов (и изделия) и оптимизации состояния его поверхностей.

Требования к трудовым действиям конструктора определяются требованиями к его компетенциям, касающимся средств труда. На третьем уровне – уровне трудовых действий – конструктор должен владеть средствами труда, уметь ими управлять и их контролировать.

Компетенции конструктора на третьем уровне описаны в таблице 7:

§8. Предметом труда конструктора являются формы (в широком смысле этого понятия). По сути, конструктор оптимизирует форму с учётом свойств. Таким образом, конструктор должен знать «формы», способы их согласования друг с другом и с внешней средой, способы функционирования «форм» и способы выбора форм с учётом инженерных и эксплуатационных свойств материалов (и изделий).

Требования к компетенциям конструктора на четвёртом уровне представлены в двух таблицах: первая касается знаний о «формах», вторая – об инженерных и эксплуатационных свойствах материалов.

[1] Вид экономической деятельности указывается по ОКВЭД. Название области профессиональной деятельности формулируется разработчиком профессионального стандарта в случае, если деятельность, представленную в профессиональном стандарте, нельзя (трудно) отнести к одному конкретному виду экономической деятельности формулируется разработчиком профессионального стандарта в случае, если деятельность, представленную в профессиональном стандарте, нельзя (трудно) отнести к одному конкретному виду экономической деятельности.

[2] ОКВЭД – Общероссийский классификатор видов экономической деятельности, документ входит в состав общероссийских классификаторов технико-экономической и социальной информации. Принят постановлением Госстандарта N 454-ст от 6 ноября 2001 г., введен 1 января 2003 г.

[3] Вид экономической деятельности указывается по ОКВЭД. Название области профессиональной деятельности формулируется разработчиками профессионального стандарта в случае, если деятельность, представленную в профессиональном стандарте, нельзя (трудно) отнести к одному конкретному виду экономической деятельности.

[4] Здесь и далее курсивом выделены рекомендательные разделы, включаемые в профессиональный стандарт по усмотрению разработчиков

[5] Требования к квалификации, отраженные в Национальной или в отраслевой рамках квалификаций для соответствующего квалификационного уровня, являются неотъемлемой частью настоящего профессионального стандарта

[6] Заполняется в соответствии с установленным порядком

[7] При необходимости разработчики профессионального стандарта описывают процесс разработки документа, приводят дополнительные пояснения, способствующие эффективному использованию профессионального стандарта.

[8] Эксплуатационные свойства: трибологические, выносливость, жаропрочность, жаростойкость, коррозионная стойкость, прочность, трещиностойкость (хрупкость), радиационная стойкость, релаксационная стойкость.

Инженерные свойства: плотность, модуль Юнга, предел текучести, трещиностойкость, энергия разрушения, коэффициент затухания упругих волн, теплопроводность, температуропроводность, удельная теплоёмкость, коэффициент линейного расширения, предельная температура эксплуатации.

Технологические свойства: деформируемость, свариваемость, жидкотекучесть и т. д.