美国崛起与赶超
在第一次工业革命的绝大多数时间里,英国的制造业全球第一,美国远远落在后头,扮演者抄袭者和追赶者的角色。
塞缪尔·斯莱特从英国窃取了纺纱技术并在1791年将其引入了美国;在1813年的一次英国之旅中,弗朗西斯·卡伯特把塞缪尔·卡特莱特的动力纺织机设计偷回了美国,美国的工业化进程自此便大大加速了。
英国人发明了纺纱机器和动力织机,而美国人却从他们那里偷来了设计并大加改进,从而使机器运转得更快,也更容易操作。在波士顿商人弗朗西斯·罗威尔于1814年生产出美国第一台纺织机之后的10年时间里,美国纺织业的生产率比英国高出了超过10%。
美国制造代替英国制造的过程,是一个个不断超越的故事。
比如说自行车的制造,波士顿一个商人阿尔波特·A.波普有“自行车之父”的称号。1876年,他在美国费城的国际博览会上看到了英国的高轮自行车,从此便对自行车着了迷。波普到欧洲旅行,学会了如何制造自行车,回到美国之后便开始自己的自行车制造事业。但与欧洲制造商有所不同的是,波普从一开始就明白这是一个可以进行大规模复制的机会,他下决心要制造出具有“可互换性零部件”的产品,这也是他在最早的产品手册中提出的产品所具有的一个优势。
波普是一个优秀的商人和营销专家,他把在美国能找到的所有有关自行车的专利全都买了下来,并通过资助自行车杂志,赞助自行车俱乐部、比赛和展览来宣传他的自行车。波普一直都不是最大的自行车生产商,但他制造的自行车从未失去质量最佳的好名声。
卡内基的技术人才亚历山大·霍利从英国带回了炼钢技术,在不断改进之后,最终制造的钢材质量超越了英国。霍利创建起了高度机械化且节省人力的美国钢铁制造体系,并不断改进完善。
丧失钢铁业的领导地位让英国人感到痛心。钢铁是维多利亚时代晚期英国的基础产业,其地位犹如今天的信息技术。军事实力、高技术的固定设备以及消费品的大规模生产都依赖于钢铁业,而英国的钢铁业在几个世纪里都是全世界的“基准”。美国内战开始的时候,美国国内甚至还没有钢铁业,后来在战争期间,由于进口中断,美国的工匠们不得不使用本地生产的钢。
那个时代几乎所有的炼钢业先进技术都出自英国:热风鼓风炉、贝西默式炼钢法和托马斯·吉尔克里斯的碱性炉衬,使得高硫铁矿能够加以利用。虽然查尔斯·西门子的平炉炼钢法最终取代了贝西默式炼钢法,但是这个德国人的大部分职业生涯都是在英格兰度过的。
在18-19世纪之交,英国钢铁业协会秘书长斯蒂芬·金斯以及钢铁工程师弗兰克·波普尔韦尔都写出了篇幅很长的调查报告,探寻美国人取得成功的原因,最后的结论是,在方法学、工作组织以及最重要的机械化方面,美国取得了领先优势。
19世纪之初诞生的布兰查德体系是美国式精细生产的代表。美国在抄袭、模仿、超越过程中,它实现了可替换的生产。
托马斯·布兰查德是一个典型的平民,长大成人之后,成为了一个机器技工。十几岁的时候,他被送到大哥的大头钉工厂里工作,他的工作是用手工给大头钉装上钉帽。他讨厌这个工作,于是就发明了一个机器,每分钟可以钉500个大头钉钉帽。他为这种机器申请了专利,然后通过出售特权得到了5000美元,当时这是一笔惊人的大钱。
布兰查德后来发明的“枪托车床”让他获得了持久的声誉。这是自1818年以来真正原创性的、制造方面的突破,而那年他才30岁。
车床,或者叫“旋转机器”,属于最古老的机器工具之一。布兰查德制造出的新机床由两个不同的部分组成,各自都有独立的动力。第一部分包含一个由齿轮带动的、可以高速旋转的切割工具;第二部分包含一个木制的加工对象,通过一个类似的框架与一个成型的枪托,即“标准模型”结合在一起。加工对象与标准模型做同样的运动。经过几次往复运动,切割轮就可以将待加工的木料切割成与标准模型完全一样的形状。
布兰查德解决了一个共性问题:如何从根本上解决用机器制造出形状一致的物体这一难题。
1865年,布兰查德这位拥有大量财富的绅士发明家去世,享年77岁。有人这样赞誉他:无论你走到哪一家工具店、机械商店或者任何种类的车间,不管是加工木头还是钢材,只要那里使用动力,你就不可能看不到或多或少的布兰查德机械理念的痕迹。
不过,布兰查德的传奇故事最显著的一点还不在于他的发明,而是军方机构对他的认可和接受。
布兰查德很快就发现,他将从美国政府的第一次“产业化政策”的尝试中受益。与此最为相似的情况发生在20世纪50年代和60年代初那段时期。当时,美国军方是美国半导体行业的主要支持者,实际上,也是唯一的客户。冷战时期,军方通过资助发展高科技来对抗前苏联在人力方面的巨大优势。而自从1812年的战争以后,机械制造就被美国视为可以用来抵消英国拥有众多熟练工匠这一优势的途径。
在1820年,布兰查德与政府达成了我们现在所说的研发合同。布兰查德以内部承包商的身份进入政府开办的两个军工厂之一的斯普林菲尔德军工厂,并且可以支配军工厂的设备和人员。政府负责支付给他研发此机器的所有成本费用,每生产一支枪付给他9美分的专利费。
只需要最少量的手工操作,这些机器就可以完全生产多种枪托的所有操作,包括枪栓基座的切削、钻孔等最为烦琐的工艺。直到20年之后,斯普林费尔德军工厂一位伟大的管理者赛勒斯·巴克兰对布兰查德的生产体系进行了更新改造,但基本的原则仍未改变。
有一种说法是,达到军事精度要求的可互换性最早是在18-19世纪之交时由榨棉机商人伊莱·惠特尼首次实现的。再后来,塞缪尔·考特也声称他的手枪是用具备可互换性的零件组装成的,就像赛勒斯·麦考密克的收割机和艾萨克·辛格的缝纫机一样,都宣称自己实现了真正的零件可互换,尽管他们都没有真正达到精密的标准。
“美国体系”的新颖性显示出,它是从一种独一无二的技术环境中脱颖而出的。来看看布兰查德的加工枪托的发展轨迹:他还没有完成设计,一些机械师就把他的计划传播出去了,他的创意立刻就被接受了,并且迅速成立了一个研发小组并搞出了一个完整的产品方案。创新的文化,迅速办理专利审核和许可的支持,以及好的创意相互传播和折射的途径,共同创造了一个良性助推的环境。
而在整个过程中,关键一点是美国政府和军方达成了一个共识,那就是先进的技术是国家应当最优先考虑的问题。19世纪,面对一个以消费者为驱动力的良性经济循环,美国是一个开路先锋。并且,它为实业家和金融家们提出了一个全新的需求订单,发展到了前所未有的规模,同时也生产出更多的产品种类,并制定出更高的精度标准。