El sistema de fabricación estadounidense fue un conjunto de métodos de fabricación que evolucionaron en el siglo XIX. [1] Las dos características notables fueron el uso extensivo de piezas intercambiables y la mecanización para la producción, lo que resultó en un uso más eficiente de la mano de obra en comparación con los métodos manuales. El sistema también se conocía como práctica de armería porque primero se desarrolló completamente en armerías , a saber, las Armerías de los Estados Unidos en Springfield en Massachusetts y Harpers Ferry en Virginia (más tarde Virginia Occidental ), [2] dentro de los contratistas para abastecer a las Fuerzas Armadas de los Estados Unidos. y varias armerías privadas. El nombre "sistema americano" no proviene de ningún aspecto del sistema que sea exclusivo del carácter nacional estadounidense, sino simplemente del hecho de que durante un tiempo en el siglo XIX estuvo fuertemente asociado con las empresas estadounidenses que fueron las primeras en implementarlo con éxito. y cómo sus métodos contrastaban (en ese momento) con los de las empresas británicas y europeas continentales. En la década de 1850, se contrastó el "sistema estadounidense" con el sistema fabril británico que había evolucionado durante el siglo anterior. En unas pocas décadas, la tecnología de fabricación había evolucionado aún más y las ideas detrás del sistema "americano" se utilizaban en todo el mundo. Por lo tanto, en la fabricación actual, que es global en el alcance de sus métodos, ya no existe tal distinción.
El sistema estadounidense implicaba mano de obra semicalificada que utilizaba máquinas herramienta y plantillas para fabricar piezas estandarizadas, idénticas e intercambiables , fabricadas con una tolerancia , que podían ensamblarse con un mínimo de tiempo y habilidad, requiriendo poco o ningún ajuste.
Dado que las piezas son intercambiables, también fue posible separar la fabricación del montaje y la reparación, un ejemplo de división del trabajo . Esto significaba que las tres funciones podían ser realizadas por mano de obra semicalificada: fabricación en fábricas más pequeñas en la cadena de suministro, montaje en una línea de montaje en una fábrica principal y reparación en pequeños talleres especializados o en el campo. El resultado es que se podrían fabricar más cosas, más baratas y con mayor calidad, y esas cosas también podrían distribuirse más y durar más, porque las reparaciones también eran más fáciles y baratas. En el caso de cada función, el sistema de piezas intercambiables normalmente implicaba la sustitución de herramientas manuales por maquinaria especializada.
La intercambiabilidad de piezas finalmente se logró combinando una serie de innovaciones y mejoras en las operaciones de mecanizado y máquinas herramienta , que se desarrollaron principalmente para fabricar maquinaria textil. Estas innovaciones incluyeron la invención de nuevas máquinas herramienta y plantillas (en ambos casos, para guiar la herramienta de corte ), dispositivos para mantener el trabajo en la posición adecuada y bloques y calibres para verificar la precisión de las piezas terminadas. [2]
El fabricante inglés de máquinas herramienta Joseph Whitworth fue nombrado comisario británico para la Exposición Internacional de Nueva York. Acompañado por otro comisario británico, viajó por varios estados visitando a varios fabricantes y, como resultado, publicó un informe muy influyente sobre la fabricación estadounidense, del que se le cita:
Las clases trabajadoras son comparativamente pocas en número, pero esto se ve contrarrestado por el entusiasmo con el que exigen el uso de maquinaria en casi todos los sectores de la industria, y de hecho puede ser una de las causas del mismo. Dondequiera que se pueda aplicar como sustituto del trabajo manual, se recurre a él universal y voluntariamente... Es esta condición del mercado laboral y este entusiasta recurso a la maquinaria dondequiera que se pueda aplicar, a lo que, bajo la guía de A su educación e inteligencia superiores se debe la notable prosperidad de los Estados Unidos. [3]
— José Whitworth, 1854
El sistema estadounidense contribuyó al aumento de la eficiencia mediante la división del trabajo. La división del trabajo ayudó a la transición manufacturera de pequeños talleres artesanales a las primeras fábricas. Las pruebas clave que respaldan las ganancias de eficiencia incluyen el aumento del tamaño de las empresas, la evidencia de rendimientos de escala y un aumento de la mano de obra no especializada. La necesidad de que las empresas capacitaran a personas sin educación para realizar una sola cosa en la cadena de productividad permitió el uso de mano de obra no especializada. Las mujeres y los niños estaban empleados con mayor frecuencia en empresas más grandes, especialmente en las que producían muebles y prendas de vestir. [ cita necesaria ] .
A finales del siglo XVIII, el general francés Jean Baptiste Vaquette de Gribeauval sugirió que los mosquetes podrían fabricarse de forma más rápida y económica si estuvieran hechos de piezas intercambiables. Este sistema también facilitaría la realización de reparaciones en el campo en condiciones de batalla. Proporcionó patrocinio a Honoré Blanc , quien intentó implementar el Système Gribeauval , pero nunca lo logró. [2] Hasta entonces, bajo el sistema fabril británico , se requería maquinistas calificados para producir piezas a partir de un diseño. Pero por muy hábil que fuera el maquinista, las piezas nunca eran idénticas y cada pieza tenía que fabricarse por separado para adaptarse a su contraparte, casi siempre por una persona que producía cada artículo completo de principio a fin.
La producción en masa utilizando piezas intercambiables se logró por primera vez en 1803 por Marc Isambard Brunel en cooperación con Henry Maudslay y Simon Goodrich, bajo la dirección (con contribuciones de) el general de brigada Sir Samuel Bentham , el inspector general de obras navales en Portsmouth Block Mills. en Portsmouth Dockyard , para la Royal Navy británica durante la Guerra Napoleónica. En 1808 la producción anual había alcanzado los 130.000 bloques de navegación . [4] [5] [6] [7] [ página necesaria ] [8] [ página necesaria ] [9] [ página necesaria ] [10] [ página necesaria ] [11] [ página necesaria ] [12] [13] Este método de trabajo no se popularizó en la manufactura general en Gran Bretaña durante muchas décadas, y cuando lo hizo, se importó de Estados Unidos, pasando a ser conocido como el Sistema Americano de Manufactura , a pesar de que se originó en Inglaterra.
El sistema Lowell también está relacionado con el sistema americano durante esta época. Enfatizó la adquisición, capacitación y provisión de vivienda y otras necesidades de vida para la fuerza laboral, así como el uso de máquinas semiautomáticas en un edificio o complejo de fábrica centralizado.
La idea de Gribeauval llegó a Estados Unidos por dos vías. Primero, el amigo de Blanc, Thomas Jefferson , lo defendió y envió copias de las memorias de Blanc y artículos que describían su trabajo al Secretario de Guerra, Henry Knox . En segundo lugar, el oficial de artillería Louis de Tousard (que había servido con Lafayette ) era un entusiasta de las ideas de Gribeauval. Tousard escribió dos documentos influyentes después de la Revolución Americana ; uno se utilizó como modelo para West Point y el otro se convirtió en el manual de entrenamiento de oficiales. [2]
El Departamento de Guerra, que incluía oficiales entrenados en West Point según el manual de Tousard, estableció las armerías en Springfield y Harper's Ferry y les encomendó la tarea de resolver el problema de la intercambiabilidad. La tarea finalmente se cumplió en la década de 1820. El historiador David A. Hounshell cree que esto fue hecho por el Capitán John H. Hall , un contratista interno de Harper's Ferry. [2] En una carta fechada en 1822, Hall afirma que había logrado la intercambiabilidad ese año. [14] Pero la historiadora Diana Muir sostiene que es más probable que fuera Simeon North , un contratista de armas de Connecticut que fabricaba armas para el ejército estadounidense. North, no Hall, fue el inventor de la fresadora crucial en 1816, y tenía una ventaja sobre Hall porque trabajó en estrecha colaboración con la primera industria que produjo en masa máquinas complejas a partir de piezas intercambiables producidas en masa , la industria relojera de Connecticut. . [15] [ página necesaria ] En 1815, la idea de intercambiabilidad estaba bien establecida en el sistema de adquisiciones del gobierno de Estados Unidos; Los contratos del Congreso estipulaban esta calidad en mosquetes, rifles y pistolas pedidos después de esa fecha. [16] Se descubrió que la intercambiabilidad de piezas de armas de fuego en las armerías de EE. UU. había estado en uso durante varios años en el momento de la investigación del Comité de Armas Pequeñas de la Comisión Parlamentaria Británica de 1853. [2]
Un factor crítico en la fabricación de piezas metálicas intercambiables fue la invención de varias máquinas herramienta , como el torno de apoyo deslizante, el torno cortador de tornillos, el torno de torreta, la fresadora y la cepilladora de metal. Una de las máquinas herramienta más importantes y versátiles fue el torno de David Wilkinson , por el que recibió una recompensa de 10.000 dólares del gobierno de los Estados Unidos. [17] [ página necesaria ]
Generalmente se le atribuye a Eli Whitney la idea y la aplicación práctica, pero ambas son atribuciones incorrectas. Basándose en su reputación como inventor de la desmotadora de algodón , el gobierno de Estados Unidos le otorgó un contrato en 1798 para producir 10.000 mosquetes en dos años. En realidad, se necesitaron ocho años para entregar el pedido, ya que Whitney perfeccionó y desarrolló nuevas técnicas y máquinas. En una carta al secretario del Tesoro, Oliver Wolcott, disculpándose por los retrasos, Whitney escribió:
Uno de mis principales objetivos es formar herramientas para que las herramientas mismas den forma al trabajo y den a cada parte su justa proporción, que una vez realizada dará rapidez, uniformidad y exactitud al todo... En resumen, las herramientas que contemplo son similares a un grabado sobre una plancha de cobre del que se pueden tomar un gran número de impresiones, perfectamente iguales. [14] [ página necesaria ]
Whitney usó maquinaria; sin embargo, no hay evidencia de que haya producido ningún tipo nuevo de maquinaria para trabajar metales. [14] Después de completar el contrato inicial, Whitney pasó a producir otros 15.000 mosquetes en los dos años siguientes. En realidad, Whitney nunca expresó ningún interés en la intercambiabilidad hasta 1800, cuando el Secretario del Tesoro Wolcott le expuso las memorias de Blanc, [2] pero dedicó mucho más tiempo y energía a promover la idea que a desarrollarla.
Para difundir el conocimiento de las técnicas de fabricación, el Departamento de Guerra obligó a los contratistas a abrir sus talleres a otros fabricantes y competidores. Las armerías también compartían abiertamente técnicas de fabricación con la industria privada. [17] Además, la idea migró de las armerías a la industria a medida que otros fabricantes contrataron maquinistas capacitados en el sistema de armería. Ingenieros y maquinistas cualificados influyeron así en los relojeros y fabricantes de máquinas de coser estadounidenses Wilcox y Gibbs y Wheeler y Wilson, quienes utilizaron piezas intercambiables antes de 1860. [2] [18] Los últimos en adoptar el sistema intercambiable fueron las máquinas de coser Singer Corporation (década de 1870), fabricante de segadoras. McCormick Harvesting Machine Company (décadas de 1870 a 1880) [2] y varios grandes fabricantes de máquinas de vapor como Corliss (mediados de la década de 1880) [19] , así como fabricantes de locomotoras. La producción a gran escala de bicicletas en la década de 1880 utilizaba el sistema intercambiable. [2]
La idea también ayudaría a conducir a la "Edad de Oro" estadounidense de la fabricación cuando Ransom E. Olds produjo en masa el automóvil Curved Dash a partir de 1901. Henry Ford no comenzó a producir automóviles en masa hasta 1913. Dominando la verdadera intercambiabilidad en la línea de montaje, La planta de Ford producía modelos de coches estándar. Estas eficientes estrategias de producción permitieron que estos automóviles fueran asequibles para la clase media.
La idea de piezas intercambiables y de una línea de montaje separada no era nueva, aunque se utilizaba poco. La idea se desarrolló por primera vez en el este de Asia durante el período de los Reinos Combatientes y más tarde en la dinastía Qin , hace más de 2200 años: los gatillos de ballesta y los mecanismos de bloqueo de bronce se producían en masa y se hacían intercambiables. Venecia durante la Baja Edad Media contaba con barcos que se producían utilizando piezas prefabricadas, líneas de montaje y producción en masa . Al parecer, el Arsenal veneciano producía casi un barco cada día, en lo que efectivamente fue la primera fábrica del mundo .
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