Американская система производства часов: от арсенала к массовому производству

Введение

Американская система часового производства – это совокупность производственных технологий и передовых практик, применяемых при изготовлении часов и часовых механизмов. Она берет начало в американской системе производственных технологий (также известной как "арсенальные методы"), представляющей собой набор общих технологий и руководств по производству, разработанных в XIX веке. Эта система предполагает использование взаимозаменяемых деталей, что обеспечивается строгой организацией производства, широким использованием машиностроительного цеха и системами контроля качества с применением измерительных инструментов для обеспечения точности и единообразия размеров. Она была разработана Аароном Луфкином Деннисоном, часовщиком, вдохновленным производственными методами, применявшимися на арсенале Соединенных Штатов в Спрингфилде, штат Массачусетс, где изготавливались идентичные детали, что позволяло быстро собирать готовые изделия. Он предложил использовать аналогичные методы для производства часов. До появления американской системы часового производства, часовое дело было преимущественно европейским бизнесом. Оно заключалось в изготовлении некоторых деталей непосредственно на фабрике, а остальные детали заказывались у кустарей, работавших на дому в собственных мастерских.

Начало стандартизированного производства

Генри Питкин и его брат Джеймс были ювелирами в Хартфорде, штат Коннектикут, в середине 1830-х годов, пока их бизнес не обанкротился в результате паники 1837 года, после чего они переключились на производство часов. Братья смогли сконструировать примитивные станки для изготовления часов, в особенности для производства палет. Их первый законченный часовой механизм был создан в 1838 году; всего до 1845 года было изготовлено от 800 до 900 часов. Сохранившиеся экземпляры часов Питкин демонстрируют, что детали были взаимозаменяемыми.

Часовая компания Уолтхэм

В 1850 году Аарон Деннисон объединился с Эдвардом Говардом, уважаемым часовщиком. Они разработали планы по созданию линейки часов с взаимозаменяемыми деталями, основываясь на посещении Деннисоном оружейного завода в Спрингфилде. Они построили фабрику в Роксбери, получив финансовую поддержку от Сэмюэля Кертиса и Д.П. Дэвиса (партнера Говарда в его часовом бизнесе). Первоначально компания работала под названием American Horologe Company, но вскоре была переименована в Warren Manufacturing Company, чтобы скрыть свою истинную цель от иностранных поставщиков. Первоначальный фокус компании был направлен на производство 8-дневных часов, однако это оказалось слишком дорого и недостаточно точно. Внимание переключилось на 30-часовые часы, конструкция которых была очень похожа на то, что впоследствии стало стандартом для американских часов размера 18. Первые такие часы были завершены в 1852 году; они имели серийный номер 18 и были маркированы надписью "Warren". Было произведено около 80 часов "Warren", за которыми последовало примерно 900 часов с маркировкой "Samuel Curtis" и еще 4000 часов с маркировкой "Dennison, Howard, and Davis". Около 1857 года фабрика была перенесена в Уолтэм, штат Массачусетс, и получила название Waltham Watch Company. Базовая конструкция этих часов использовалась в течение нескольких лет в качестве модели Waltham 1857 года. Применение оружейных технологий к производству часов представляло собой как возможность, так и риск для Waltham Watch Company. Относительно высокая цена часов позволяла инвестировать значительные средства в исследования и разработки, направленные на снижение затрат на рабочую силу. В то время затраты на рабочую силу были основным фактором, влияющим на высокую стоимость часов; любая система, которая значительно снижала бы эти затраты, обеспечила бы существенный рост прибыли. Однако существенное снижение затрат на рабочую силу оказалось сложной задачей. В 1910 году, после 40 лет совершенствования производства, рабочая сила по-прежнему составляла 80% стоимости часов, согласно данным Elgin National Watch Company. Часы требуют очень строгих производственных допусков и минимального количества дефектов, что затрудняет снижение затрат на рабочую силу. Другие продукты, производимые с использованием оружейных технологий, такие как огнестрельное оружие и швейные машины, обычно имеют гораздо более широкие допуски, чем необходимо для часового дела, которое включает в себя множество крошечных шестеренок, которые должны идеально подходить друг к другу. Целью применения оружейных практик к часовому производству было обеспечение жестких допусков при изготовлении компонентов, чтобы окончательная сборка могла выполняться менее квалифицированными рабочими без необходимости личного контроля каждого этапа производства опытным часовщиком. Для достижения строгих допусков производители часов в основном сами изготавливали свои станки и детали станков. Например, Elgin производила почти два сверла на каждый изготовленный час. Знания о том, как изготавливать станки для производства часов, распространялись: от Waltham к Elgin, а затем к десяткам других американских часовых компаний и производителей других товаров. Такие методы, как кондукторы, упоры и измерительные приборы на станках, не только совершенствовались, но и разрабатывались и другие методы. Статистические методы классификации деталей были одним из примеров, использованных для сокращения отходов. Если ось шестерни и отверстие для камня были спроектированы с определенным размером, то детали, наиболее точно соответствующие этим параметрам, использовались в часах высшего качества. Соответственно, оси, которые были слишком большими, подбирались к часовым камням с отверстиями, которые были слишком большими, и вместе они использовались в часах более низкого качества.

In 1850 Aaron Dennison partnered with Edward Howard, a reputable clockmaker. The two formed plans to construct a line of watches with interchangeable parts based on Dennison’s visit to the Springfield armory. They built a factory in Roxbury, with financial backing provided by Samuel Curtis and DP Davis (a partner of Howard in his clock business). This company initially operated under the name American Horologe Company but was quickly changed to the Warren Manufacturing Company to hide its purpose from foreign suppliers. The company’s initial focus was on the production of an 8 day watch, though this proved to be too expensive and not very accurate. Instead, the attention was turned to a 30 hour watch designed very similarly to what ultimately became the standard for an American 18 size watch. The first such watch was completed in 1852; it carried the serial number of 18, and was marked "Warren." Approximately 80 "Warren" watches were produced, followed by about 900 marked "Samuel Curtis", and a further 4000 marked "Dennison, Howard, and Davis". The factory was moved to Waltham, Massachusetts around 1857 and named the Waltham Watch Company. The basic design of this watch was used for several years as the 1857 model Waltham. Applying armory practices to the manufacturing of watches carried both opportunity and risk for the Waltham Watch Company. The generally high price of watches allowed for a large investment in research and development, which was aimed toward the reduction of labor costs. At the time, labor costs were a major factor contributing to the high cost of watches; any system that significantly reduced labor costs would provide a substantial increase in profit. Substantial reduction in labor costs proved elusive, however. In 1910, after 40 years of manufacturing improvements, labor still accounted for 80% of the cost of watches, based on data from the Elgin National Watch Company. Watches require very strict production tolerances and very few manufacturing defects, making labor cost reduction difficult. Other products made via armory practices, such as firearms and sewing machines, generally have much looser tolerances than are necessary for watchmaking, which involves numerous tiny gears that must fit together precisely. The intent of applying armory practices to watchmaking was to emphasize tight tolerances in the manufacturing of the component parts, so that final assembly could be done by lesser skilled workers without the need for an expert watchmaker to personally oversee each step of manufacture. In order to achieve strict tolerances, watch manufacturers largely manufactured their own machine tools and machine parts. Elgin, for example, manufactured almost two drill bits for each watch it manufactured. The knowledge of how to manufacture machines that could manufacture watches spread: from Waltham to Elgin and then to dozens of other American watch companies and manufacturers of other products. Techniques such as jigs, stops, and measuring devices on machines were not just refined, but other techniques were also developed. Statistical methods of parts classification was one example used to reduce waste. If a gear staff (axle) and a jewel bearing hole were designed to be a given size, then the parts that most closely met those design goals were used in the highest grade watches. Accordingly, staffs that were too large would be matched to watch jewels with holes that were too large, and together they would be used on lower grade watches.