引言

在其后的十年间,新英格兰有十几个以此为原型的小型制造厂建成并投入使用。由于美国的劳动力成本相对较高,这在很大程度上促使美国的经营者们更倾向于使用机器,这些机器具备某一特定的功能,而且基本是全自动的。更重要的是,他们成功地创新出了一种组织生产的方法,这一方法可以节省每单位产出的劳动成本。

他们的主要贡献是提出了可互换零部件和持续制造过程两个基本思路,而这两个思路创造了19世纪美国制造业的辉煌。这两项进步都与机器工具的发展和应用动力技术的变革有关。将一件产品及其各种零部件标准化的想法最早源于18世纪早期的瑞典。

在年之前,法国、瑞士和英国都有所尝试。在标准化之后,一件产品上的零部件就可以换到另一件类似产品上使用,同时便利了制造和修理的过程。首次将这一想法长久地成功应用是在美国的军火工业中。

19世纪初伊莱·惠特尼和西米恩·诺思几乎同时利用了可互换零部件的方法,从政府那里获得了制造枪支的合同。一直以来,人们习惯于将首次成功利用可互换零部件进行的制造归功于惠特尼,但并没有证据证实这一说法。

记录显示,早在年,诺思在制造手枪时就已经应用了“划一原则”。而将这一想法以可推广的方式首次应用的人则可能是约翰·霍尔，他是哈珀渡轮兵工厂的投资人和工程师,直到年,他一直在创立一个使用金属切割和木工机床的系统。

在任何情况下,军火工业的重要创新都需耗时两年以上。而船长霍尔的模式则大大减少了为不对称步枪枪托定型的时间。年前后使用模具的模锻法被成功引进。在塞缪尔·科尔特发明六发式左轮手枪的几年后,年,他建立了一家军工厂。

工厂里高精度的机械加工工作都由熟练的操作员完成。大约从9世纪中期开始,最终的精密工具便不再是手锉了。虽然磨面粉的过程并不需要进行装配作业,但是连续流程的制造方法却是在磨坊中首次得到应用的,在以这种方法进行生产时,原材料持续不断地在厂房内输送。

最早成功应用的人中有一位名为奥利弗·埃文斯的美国发明家。年他在费城开办了一家面粉厂,在整个生产过程中谷物的运送全部利用重力、摩擦力和水力等,中间不需要人工插手,工人只负责引导和监督。

今天最重要的连续流程制造的形式是由马达驱动的流水线,很像当年亨利·福特为了生产汽车而发明的流水线;这种形式则是可互换零部件在武器钟表、缝纫机以及农具的生产过程中成功应用后自然发展的结果。

世纪50年代农具公司事实上已使用传送带来依次装配主要配件并为20世纪初产生的众多生产技术发展埋下了伏笔。在美国制造业的早期,大部分动力是由水车提供的。水量丰富且水流稳定的河流保证了这一可获得动力的可靠来源,而且水车的技术改进又进一步保证了稳定的水能。

水车通常都被放置在水平轴的垂直位置,并依靠水流的直接作用以较低的速度运转。根据水流驱动水车转动方向的不同,可将水车进行分类。在殖民时代以及其后一段时间内的边疆地区,使用的水车类型是下冲式水车;这种水车被放置在河流中,这样水流从水车下方流动并推动水车转动。

下冲式水车虽然便于安装,但是效率较低,只能传递作用于水车上的水能的40%。上射式水车的外圈装有存储桶,河水从水车轮的上方流入存储桶中,存储桶的重力使得水车顺着水流流向转动。

这种水车的效率更高,安装也比较便利,凡是水位落差较大的地方使用效果都令人满意,但是它所提供的能量还不足以满足重工业的需求。因此,大型制造企业几乎都一致使用中射式水车。这一类型的水车也装备有存储桶,但水流冲击水车时低于其轮轴。

所以水车的转动方向与河流流向相反;这样水流的推动力加上存储桶中水的重力,使得此种水车可以输出作用于水车上水能的75%之多。19世纪早期,由多件组装到一起的中射式水车为当时最大的工业企业提供了足够的马力。

例如,梅里马克制造公司的机器运转需要8台中射式水车,每台直径为30英尺,存储桶则有12英尺长。这些运转缓慢且笨重的水车能够提供好几千马力,但它们也有很明显的缺陷。水车提供的能量由木制的轴和齿轮传递,而且与整个机械装置的强度有关。

此外,工厂的选址受限于河流周围,于是工厂的选址成为一个很严重的问题。将水车和能量输送部分由木制改为金属可以部分地解决第一个困难;改善大坝和运河的设计则可以解决第二个问题。

在立轴上方旋转的水力涡轮机比水车效率更高,而且在19世纪50年代大大增加了美国的动力潜能。最后出现的是蒸汽动力,尽管受几个原因的影响,它在美国制造业中的应用比较缓慢。起初蒸汽引擎的运作成本非常高,经常出故障,而且专业维修技术十分欠缺。

在交通运输中,蒸汽引擎能够以一定的加速度拖动非常重的装载量,这一优点足以抵消其缺陷;但是在工业生产中,在很长时间内水能动力的价格都低于蒸汽动力。据估计,年,只有11台由奥利弗·埃文斯研制的高压型引擎仍在美国被使用。

在随后的20年中,蒸汽引擎的使用在南部和西部更加普及,但大多数是在用于制铁业和玻璃业等对能源有其他需求的行业中或是用于不便于建在水边的制造厂中。年左右,新英格兰和中大西洋地区各州的制造工厂估计显示,蒸汽动力每马力的年均成本是水力的5~6倍。

在之后的20年中,金属加工技术的改良降低了蒸汽引擎的成本,并同时提高了机器的效率和可靠性。到19世纪50年代,在利用热能的行业中以及水流不稳定的地区，蒸汽引擎逐渐取代水车。到19世纪50年代,在新英格兰,由于合格的能源站严重缺乏,纺织厂都安装蒸汽引擎来提供能源。

从年起虽然水能还是主要的能源但水车剩余的使用年月已经屈指可数了。在蒸汽动力地位上升的同时,煤的使用则出现了滞后虽然煤最终成了能源主要的新来源。这是因为即使在美国,木材以及木炭很便宜。

但相比之下,美国煤的使用量的增速仍慢于其在英国的推广速度。煤和水一样,对工厂的选址有较大影响。在具备便利的交通条件之后,煤动力越来越推动在城市中心设厂。年后,由煤驱动的工厂逐经渐成为美国制造业发展的一个特点。

英国在机器制造方面的领先造就了英国人在制造业上的极大优势。他们的机器通常具有具体的技术形式,能够反映本国劳动力、资本和原材料等成本的相对价格。这些投人的相对成本不同于美国,在19世纪,美国人的劳动力和资本短缺。

但拥有丰富的原材料和自然动力能源。美国的企业家们不仅要仿造英国的机器,还要改装它以节约劳动力,而这可能会以牺原料的使用为代价。他们成功的一个例子就体现在各国纺织业的比较中。

与美国的枚纱锭和台织布机相比,英国纺织企业平均有1枚纱锭和台织布机。罗伯特·泽文对纺织品的研究表明美国的棉纺织业在纱锭上只有英国的20%,在工人数量上只有英国的25%,但是却能加工英国棉花数量的40%。

很明显,美国人已经成功地改造他们的设备以节省稀缺的劳动力和资本。拉斯·桑德伯格和之后威廉·拉佐尼克的关于技术选择及其应用的著作表明在大西洋两岸技术不是统一的。在纺织业方面、英国人不断增加劳动力密集度并降低其原材料投入质量。

美国人则通过升级机器以及采用更高级的原棉或原毛材料来节省劳动力。因为美国工人不像英国工人那样成立工会,且具有更高的灵活机动性,所以美国经营者更容易用新的机器替代来减少对劳动力的依赖和劳动成本。

克劳迪亚戈尔丁和肯尼思·索科洛夫则提出了另一个因素:早期生产制造主要依赖于妇女和小孩作为劳动力。这种劳动力的机会成本是低廉的,正如在新英格兰,那里农业生产提供的是较为贫穷的生活,妇女和小孩相对更有可能为工厂提供劳动力。

这就促使制造业在那里选址,并且提供了能接纳技术进步的劳动力。戈尔丁和索科洛夫提出的这些观点已经通过了李·克雷格和伊丽莎白·菲尔德-亨德利的细察和检验,并得到了支持。在纺织、军火、钟表及许多其他项目上。

标准化、可互换零部件以及流水线生产作业中劳动力分工的理念都得到了广泛的运用年,在伦敦的万国工业博览会上美国产品获得了主要的

转载请注明:http://www.aideyishus.com/lkcf/4278.html