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系统与设计
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21世纪的工程师

在过去的20年里,技术发生了很大的变化,但基本的主题保持不变。

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虽然一月份对许多人来说是预测的月份,但我已经养成了一个习惯,即回顾过去的前瞻性评估是如何实现的。令人着迷的是,过去的预测有多少是错误的,而在某些领域几乎没有变化。

20年前,2001年1月,IEEE Spectrum的封面设定了一个主题:在一个永远在线的世界中无处不在的连接。在"欢迎来到永远在线的世界菲利普·e·阿格雷在加州大学洛杉矶分校的时候准确得吓人。阿格雷写道:

“我们越来越不受地域限制,并配备了强大的搜索工具,我们将能够准确地挑选出我们想要联系的人,并且我们将能够随时与他们联系。当然,我们不会退化成脱离实体的大脑,地理上的接近在我们的生活中总是扮演着重要的角色。更重要的是,无论我们与谁交往,无论远近,我们都能保持更持久的关系。”

阿格雷预测,未来人们可以随时随地查看电子邮件,这已经成为现实很长一段时间了。如前所述,安全性在消费、移动和网络等相关垂直行业中至关重要。

关于垂直运输行业,伊丽莎白·a·布雷茨的“汽车:只是一个带轮胎的Web浏览器给出了一个伟大的前景。“为什么不把一切都看作是一个互联网节点,”斯科特·麦克尼利(Scott McNealy)说,“那么汽车就是一个带轮胎的(网络)浏览器。”20年后的今天,我们已经实现了几乎完全的互联互通。当时,这篇文章主要关注“零部件制造商加班加点地开发蓝牙汽车”。在这个时代,越来越值得进一步关注的是新旧“设备”(即汽车)在同一个街道网络上的互操作性,有些人称之为“长生命周期市场”。25年前,1996年1月,IEEE Spectrum的交通板块关注的焦点是卫星将如何取代微波着陆系统,地平线上的船只如何更快、更智能,飞机如何获得对抗微爆发的帮助,以及当时德克萨斯州如何在智能高速公路方面处于领先地位。

1996年的同一期杂志刊登了一篇关于航空航天和国防工业的文章,大量谈论了发展的成本。时任航空航天工业协会主席的Don Fuqua关于竞争力的观点“领先——保持领先”,即使在今天仍然让人感觉很现代。有些东西是不变的。福库还表示,“经过10年左右对新效率的专注探索,许多公司已经挖掘出了削减成本和提高生产率的传统方法,几乎达到了它们所能达到的全部效果。要想把竞争力提升到一个新的水平,就需要‘灵活制造’这样的方法。”他后来将其定义为“将计算机辅助设计和制造(CAD/CAM)扩展到包括通过计算机控制的工具从头开始制造零件或组件。”从更广泛的意义上讲,它赋予了具有竞争力的因素——成本、质量、可靠性和更短的开发时间——与产品性能在设计考虑中的地位相同。”

去年,负责采办、技术和后勤的空军助理部长威尔·罗珀(Will Roper)介绍了一份“面向颠覆性世界的颠覆性敏捷,同样关注成本,避免重复生产和应用程序。同时,奥古斯汀的法律1986年,他说:“到2054年,整个国防预算将只购买一架战术飞机。这架飞机将由空军和海军每周共用三天半,除了闰年,海军陆战队将在额外的一天使用它。”因此,公平地说,成本的话题过去是,现在是,在可预见的未来,将是这个垂直行业的主要话题。

那么,这一切对我们工程师来说意味着什么呢?我们需要超大规模的超级计算时代!

在2001年1月的IEEE Spectrum上,Joseph Bordogna的文章《21世纪工程师》确定了塑造工程未来的五种能力:万亿级、纳米级、复杂性、认知和整体主义。

Terascale这将使我们“超越目前通用和普遍可用的计算能力三个数量级。2001年,第一家苹果专卖店开张,MAX OS X和Windows XP系统发布,微软XBOX和iTunes首次发布。资料来源:计算机历史博物馆).20年过去了,我们拥有了基于云计算的可扩展可用性。

纳米级“将使我们的尺寸比当今大多数人造设备低三个数量级。”好的,毫无疑问。十年前,我写了一篇关于我们“讨论16nm/15nm技术节点”的文章。今天,我们将讨论3nm及以上技术,以及“超过摩尔”技术,这些技术使我们能够继续提高复杂性。说到这个,博尔多尼亚的文章提到复杂性以至于“一个系统的组成部分从来没有完全锁定到位,但也从来没有完全溶解在湍流中。”

整体论是“一个实体大于其各部分之和的概念。”博尔多尼亚总结说:“现代工程师的特征是能够发现看似不同的组件之间的联系,并以超过它们各自能力总和的方式将它们集成起来。”有人可能会说,虽然学科之间的联系越来越紧密——软件和硬件,电气和机械,等等,但能够理解并成为所有领域专家的工程师仍然很少。相反,工具之间的通信和接口,当然还有抽象的使用,已经成为中心,并且将变得更加重要。

虽然我们在过去20年达到的绝对数字可能有争议,但从方向上看,所有这些考虑都非常准确。“规模”本身是关键,在一个超规模的世界中看到它的延续将是有趣的。至于不断变化的要求,考虑到一些挑战在几十年前就已经迫在眉睫,威廉·吉布森2003年的名言这句话似乎比以往任何时候都更适用于今天:“未来已经在这里——只是它的分布不均匀!”



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