文丨煜捷史馆
编辑丨煜捷史馆
一、科学和技术艺术的相互作用虽然启蒙运动中法国知识界的观点总体上反对军国主义，但七年战争中屈辱的逆转。促使1763年后两种军事装备都发生了变化。
军官的招募和训练也被重新评估，因为旧的在贵族中买卖的佣金系统不再被认为有利于择优晋升。
法国人采用了更轻和更精确制造的大炮，让·巴普蒂斯特·瓦奎特·德·格里博瓦尔(1715-89)，从1763年直到他去世的炮兵总监，监督了炮兵军官和炮兵的训练和部署的改革。
年度火炮预算在1770年达到350万里弗，在18世纪80年代增加了一倍多。
尽管迫在眉睫的*迫使国王在旧制度末期削减总体开支，但炮兵开支得以维持。
随着炮兵相对地位的提高，对训练有素的“工程师”设计武器并监督其有效使用的需求也在增加。
(‘工程师’一词曾被用来指那些自文艺复兴时期火药使用扩大以来设计战争引擎的人。)
（作者观点）科学技术的快速发展，促使整个世界发生了天翻地覆的变化，其中，也包括了我们传统和现代意义上的艺术。
在科学与艺术迅猛发展的新的历史时期，科学与艺术两种完全不同的思维方式正在进行激烈的碰撞，相互影响，相互融合。
炮兵军官在专门创建的工程学校(第一所创建于1720年)接受弹道学理论以及适当的实用艺术的培训，这些学校旨在培养能够解决实际问题的自律个人。
受过工程训练的炮兵军官的任务是将从实际火炮射击中积累的经验知识与拉普拉斯等物理学家的数学模型相结合。
事实上，格里博瓦尔任命拉普拉斯为炮兵检查官，负责监督州工程师在高等微积分方面的教育。
这一任命使拉普拉斯走上了成功的职业生涯，他在拿破仑时代促进了法国数学物理的发展。
通过数学分析，这位工程师首先与研究联系在一起，其次与创新联系在一起，第三与动态系统联系在一起。
(也就是说，与涉及变化的问题联系在一起，例如子弹穿过空气的运动，以及“优化”，例如，最大射程或最小成本条件的计算)
在实践方面，精英工程师不仅要与现场军官沟通，还要与受托制造武器弹药的工匠沟通。
在18世纪，在纸上传达三维部件和人工制品细节的工程图成为这种交流过程的一个重要方面。
将炮架简化为每个部件都有具体尺寸的图纸，使得几个承包商能够制造相同的项目，甚至使得来自不同供应商的部件至少在原则上可以互换。
十九世纪早期的拿破仑军队需要数量惊人的武器。
几年前，当恐怖在1793年肆虐，30万人涌向法国边境进行防御时，革命政府决定取消48000支长矛的订单，转而购买20000支滑膛枪，这种武器象征着复杂的国家组织的战争。
当时，法国有三个军械库，两个在靠近现代比利时边界的东北部，分别位于沙勒维尔和莫布盖，一个在里昂西南部产煤区的圣艾蒂安。
北部军械库都是工厂，由雇佣熟练技工的企业家经营。
圣艾蒂安是完全不同的，一个分散和分散的独立工匠作坊的集合，属于2500个主军械师，每个人专门从事大约24个子行业中的一个。
圣艾蒂安的产量(集体等于每个北方军械库的产量)对战争的努力至关重要，国家工程师决心规范这一贸易，这是通过一些中介机构进行的。
他们试图通过重新设计标准M1777步枪组件的生产来实现这一目标。
格里博瓦尔的炮兵检查员(他们是训练有素的工程师)对圣艾蒂安明显的无政府状态和缺乏组织感到震惊。
来自沙勒维尔的检查员被派去重新组织生产，并考虑了将所有国家武器生产集中在圣艾蒂安的可能性，因为沙勒维尔和莫布格军械库容易受到来自东部的攻击。
尽管标准军用滑膛枪设计在理论上从M1763开始使用，但在实践中，直到格里博瓦尔下令为M1777的设计进行竞争，生产才被标准化。
获奖的设计是布兰克(1736–1801)的设计，他是圣艾蒂安枪机的主要控制者。
m1777的推出被推迟，直到成套夹具和量具可用。火炮采购办公室根据年产20，000支滑膛枪计算了每一个部件的价格。
这项成本计算工作是财务管理史上的一个里程碑。
试图强加给圣艾蒂安的工匠足够精确的标准，使M1777的所有枪机部件可以互换，是一个悲惨的失败。
尽管在1782年，可互换零件的目标在小规模和高价格下得以实现，但大多数工匠根本不接受所涉及的纪律，许多人的反应是放弃为国家生产火枪，并将他们的努力转向私人贸易，这是大量和要求较低的。
格里博瓦尔继续说服陆军部资助在布兰克自己的工厂生产可互换零件，在19世纪初，布兰克每年生产10，000支带有可互换零件的枪锁。
当时，生产可互换零件的经济理由并不充分。
虽然在战场上容易修理经常被认为是一种好处，但这种理由是可疑的，因为大多数流通的步枪不是用可互换的零件制造的。
可互换零件的另一个优势是可以用半熟练工人替代昂贵的手工劳动，但这违背了控制生产的圣艾蒂安工匠的利益，不太可能实施。
格里博瓦尔死后，布兰克的国家资助被切断了。
在拿破仑时代，为了获得可用的产品，法国当局承认可互换零件项目已经失败，因此他们恢复了旧制时期存在的圣艾蒂安兵工厂工匠的住所。
因此，在革命前的法国，可互换零件的制造是在炮兵部队的支持下发展起来的，这比它出现在美国军械库大约早了40年，在美国，统一的大规模生产通常被认为是先驱。
法国人放弃了这个想法，因为它在政治上不可行，在经济上有疑问，但在此之前它已经打动了托马斯·杰斐逊。
当他参观了勃朗位于巴黎郊区文森城堡的作坊时，杰弗逊惊讶地看到勃朗用从储藏箱中随机挑选的零件组装了50把枪锁，他希望国会和弗吉尼亚州将在新军械库中实施这一系统。
就更便宜的修理和更低的劳动力成本而言，经济优势似乎很明显。
从20世纪60年代起，法国炮兵和工程师在北美就很有影响，特别是路易斯·德·图萨德少校于1793年移居美国，两年后加入炮兵和工程师军团。
德·图萨德对防御工事和武器装备提出建议，他开始努力将西点军校转变成一所军事学院，其课程以综合技术学院的课程为蓝本。
在导致《美国炮兵同伴》(1809)出版的论文中，德·图萨德强调了“一致性”在军事装备制造中的重要性，并对法国采购中缺乏一致性表示遗憾。
这样，在杰弗逊等高级政治家和德·图萨德等炮兵工程师的建议下，美国军械部开始考虑互换零件生产的想法，不久后，法国政府放弃了这一想法。
1815年，国会采取行动使联邦武器采购合理化，并开始对两家国家军械库和私人工厂生产的弹药进行标准化。
惠特尼在耶鲁大学接受律师培训，但他靠制造机械设备谋生。
他发明了轧棉机(用于从种植棉花的种子中提取棉纤维)，并于1794年获得专利，1798年，他获得了美国政府制造10，000支步枪的合同。
惠特尼从杰斐逊和其他人那里听说了勃朗在法国关于可互换零件的工作，并说服政治家支持将这一概念应用于美国火器制造。
在军械部的指导下，从1815年开始，国家军械库的负责人相互合作，引进可互换零件的生产，但即使在这种有利的环境下，这一过程也需要25到30年。
大约从1818年开始，量规被用于检查斯普林菲尔德工厂的部件尺寸。
1821年，军械部部长中校·乔治·邦福德(1782-1848)宣布，他打算将该系统扩展到哈珀斯镇以及私人承包商。
这一政策标志着制造业历史上的一个重大转折点:它标志着以工艺为导向的生产开始长期衰落，标准化产品开始大规模生产。
约翰·h·霍尔于1811年申请了后膛装弹步枪的专利，他于1819年在哈珀斯镇小批量制造了这种步枪。
1826年，霍尔证明了(使用63个检验量规)零件是可以互换的。1841型撞击步枪是第一个大量生产的可互换零件。
可互换零件生产常设机构历时25年，耗资200万美元，这笔钱只有联邦政府才能负担得起带有可互换零件的小型武器的制造在美国生根发芽，蓬勃发展。
但在世界的另一边，俄罗斯没有工业基础或受过教育的劳动力来维持技术的持续发展，使用可互换零件或欧洲人喜欢的熟练加工方法。
例如，在十七世纪，一个荷兰兵工厂在莫斯科南部的图拉建立了一个工厂，欧洲最新的生产方法是进口到俄罗斯。
到了18世纪早期，图拉的作品落后了，方法再次现代化，有了斯堪的纳维亚和普鲁士的专业知识。
19世纪后期，叶卡捷琳娜大帝求助于英国的枪匠；拿破仑的军队被击退后，英国人再次咨询，一个约翰·琼斯被委托更新图拉的小武器制造。
俄罗斯发明家和工程师参与新技术的引进并不少见，但是随后商业和技术发展的缺乏导致西方工业化国家领先，并产生了一种重复现代化和落后的模式，这种模式一直持续到现代。
美国武器制造业成功引入可互换零件生产产生了许多深远的影响。
所有军火承包商都被期望在免版税的基础上分享创新，因此在1861年之前，许多新的机械工具和生产流程都是免费提供的，从19世纪40年代开始，“军械库制造方法”迅速传播到其他行业。
例如，马萨诸塞州奇科皮的埃姆斯制造公司从斯普林菲尔德军械库招募了工人，并能够在他们的机床系列的生产中使用新方法。
新的工作系统需要工作场所的军事风格的纪律，以及适当的管理结构，因为虽然劳动分工和机床的使用往往使工作更简单，但它们使整个生产过程更复杂。
军队参与武器制造和军队的责任等级导致了管理会计程序的早期采用，以控制成本和监控进度。
1834年军械条例中编纂的管理程序很快转移到其他行业，工程师离开军队加入私营部门。
新的铁路行业是1827年最先受益的行业之一。
直到19世纪50年代，军队管理程序通常比工业管理程序更加复杂，新巴尔的摩和俄亥俄州铁路公司对军队的报告和会计系统印象深刻。
从长远来看，军队系统被认为过于官僚，它被简化并专门为商业用途量身定制。
在19世纪中期，可互换零件系统被引入到一种新的消费品缝纫机的制造中。
早期的行业领导者惠勒和威尔逊制造公司于1851年在康涅狄格州沃特敦成立，制造一种融合了艾伦·威尔逊的多项发明的机器。
公司总裁纳撒尼尔·惠勒聘请威廉·h·佩里为工厂负责人兼公司秘书兼司库。
Perry曾在SamuelColt的军械库担任承包商。
当Wheeler和Wilson于1857年搬到Bridgeport时，生产系统是以Colt的生产系统为模型的:组件通过落锻形成近似的形状，然后进行加工。
通过一系列专门设计的机床进行加工，通过一套量规系统和使用标准化的夹具和固定装置来确保零件的一致性。
然而，在十九世纪，使用可互换零件的生产并不是制造缝纫机的唯一成功方式。
艾萨克·辛格，演员、发明家和机械师，在1850年改进了一台在波士顿车间修理的缝纫机。
他申请了修改专利，并与纽约律师爱德华·克拉克合伙。两人都没有制造可互换零件的经验。他们雇佣熟练的工匠，这些工匠用粗略铸造的零件单独制造整个机器。
这种“欧洲”风格的制造依赖于非专业机床和熟练劳动力的使用，辛格通过强大的营销和广告推广他的产品，将制造质量作为卖点——非常成功。
辛格公司后来在1881年左右转而生产可互换零件。
英国机床制造的先驱约瑟夫·惠特沃斯(1803-1887)在1853年访问美国时，建立了新的更高的精度标准，他对美国工业家“在任何可以引进的地方”使用专用机床的事实印象深刻。
然而，他发现，可互换零件的更广泛使用是通过使用比欧洲可接受的更“宽松”的配合实现的。
1852年，英国精密机械工程的缩影，与美国大众市场标准化相反的是铁路机车:一个典型的模型据说包含5000多个独立的组件，所有组件都是手工装配的，具有严格的公差。
（作者观点）工业工程师是以某一生产系统为对象进行设计和优化设计，从而使输入系统的人力与其他各种资源得到最充分有效的利用，减少浪费。
参考文献：
《科学与技术艺术》
《工业制造》
《早期工程师》
