Пожалуй, начнем мы наш рассказ с цитаты. «В начале XVIII в. в России на Тульском оружейном заводе выпускались ружья с взаимозаменяемыми частями. Согласно приказу главной артиллерии и фортификации от 1732 г., части ружей должны быть взаимозаменяемы. «Чтобы в полку от одной фузеи каждую часть можно было употребить к другим фузеям. И когда из помянутых фузей равной пропорции несколько при полку будет запасных, то поврежденное ружье, что от ружья потерянное, может скорее исправлено быть».
По словам Гамеля, приехавший 20 сентября 1826 г. на завод царь Николай I «на опыте удостоверился в том, действительно ли в Туле ныне достигнуто совершенное единообразие частей замка, которое в других государствах всегда почиталось невозможным». Цитата эта из российского учебника по машиностроению. Но самое горькое, что вот все вышеизложенное – байка.
В 80-х годах XX века советские и американские энтузиасты решили проверить утверждение Гамалеи о взаимозаменяемости частей тульских ружей, благо – сохранилось их достаточно много, и… были разочарованы. Ни замки, ни цевье или стволы не были взаимозаменяемы без «доработки напильником». Историки науки и техники изучили сохранившиеся русские ружья периода 1812-1839 годов и обнаружили следующее. На многих деталях имеются следы ручной подгонки, свидетельствующие о том, что они не были взаимозаменяемыми, их подгоняли вручную, а это требовало усилий и стоило дорого.
Но в принципе историки об этом догадывались, ибо основная проблема была именно в мануфактурном типе производства. По факту госзаказ распределялся между мастерами-кустарями, которые дома это оружие и делали. Сам завод был лишь придатком. Причем на заводе работали крепостные, тогда как кустари-мастера имели гораздо более высокий статус и всеми силами противились низведению их до простых работяг. Как результат: «В 1815 году по приказу царского правительства в одном из корпусов завода в Туле установили паровой двигатель. Однако согласно официальному докладу от 1826 года, спустя одиннадцать лет, двигатель так и не использовался. Большинство оружейников продолжали работать на дому, а не в основных цехах. Даже ещё в 1860 году в «стенах завода» работали лишь 35% тульских оружейников. Для многих из них переезд на завод означал бы, что они из высоких художников превращаются в обычных промышленных рабочих».
Справедливости ради – такая же байка существует и в США. Итак, уважаемая публика, встречайте – Эли Уитни, американский изобретатель, живший в конце XVIII– начале XIX века. В 1801 году на глазах уважаемой публики, в числе которой были Джон Адамс и Томас Джефферсон, Эли Уитни разобрал, перемешал детали, а затем при помощи одной отвертки вновь собрал десять замковых механизмов ружей. Джефферсон был настолько впечатлен, что писал затем президенту Джеймсу Монро: «Мистер Уитни изобрел отливочные формы и устройства для производства всех деталей своих ружейных замков настолько одинаковыми, что можно разобрать сотню замков на составляющие, перемешать их и снова собрать из деталей, что попадаются под руку». Энтузиазм Джефферсона вполне понятен - такие ружья можно легко чинить в полевых условиях.
Согласитесь, прям копия нашей родной посконной байки про Тульский завод и Николая I. Однако и это тоже всего лишь байка. Уитни к 1789 году был по уши в долгах и взял контракт на производство ружей, дабы решить свои финансовые проблемы. Далее ему в руки попала «иностранная брошюра о технологиях производства оружия» французского инженера Оноре Блана, а поскольку Конгресс предлагал премию в 10 000 долларов тому, кто сможет реализовать взаимозаменяемость – Уитни решился на мистификацию – в его примере (точно так же как и тульских оружейников) все одинаковые запчасти от разных ружей были пронумерованы. При настоящей взаимозаменяемости, понятно дело, такая нумерация не нужна.
Тем не менее, именно американцы впервые в мире смогли создать производство взаимозаменяемых деталей. И основная проблема тут оказалась не в станках, а в системе и администрировании производства. В чем был основной провал? Согласно фабричной системе производства любой сложный продукт делился на составляющие детали, и производство этих деталей отдавалось разным фабрикам и кустарям. для изготовления деталей по проекту требовались квалифицированные механики. Но каким бы опытным ни был мастер, даже одна и та же деталь никогда не была идентичной от раза к разу, и каждую деталь приходилось дорабатывать отдельно, чтобы она подходила к своей копии, — почти всегда одним человеком, который производил каждую готовую деталь от начала до конца. Понятно, что тут нужно было сделать несколько инноваций.
1. По возможности автоматизировать производство, ибо машина производит гораздо более похожие друг на друга детали, чем человек.
2. Наладить контроль качества или приемку деталей.
3. Отдельно выделить сборочный цех, чья задача как раз собрать из полученных деталей товар.
4. Отказаться от цехового принципа производства и разработать системы управления и стандартизации.
Первым о взаимозаменяемости задумались французы. Жан-Батист де Грибоваль, инспектор артиллерии у Людовика XVI, предложил новую систему производства пушек, впоследствии названную его именем. Попытку реализовать взаимозаменяемость частей пушек, а потом и мушкетов, сделал французский инженер Оноре Блан. Он ввел на каждом предприятии понятие эталона, то есть приемку деталей. Каждая произведенная мануфактурой или кустарем деталь сравнивалась с эталонной, и если она отличалась от эталона – то возвращалась на доработку. Это позволило добиться частичной взаимозаменяемости деталей в ружьях и пушках, а так же способствовало стандартизации изделий.
Далее в дело взаимозаменяемости вступил Роял Неви времен Наполеоновских войн. В 1803 году на Портсмутской верфи инженеры Брюнель, Модслей и Гудрич по принципу Блана организовали производство парусных блоков. Но, они не только ввели приемку, но еще и наполовину автоматизировали производство. В результате они получили не только взаимозаменяемый, но и массовый продукт. За пять лет они выпустили 130 тысяч парусных блоков, или по 26 тысяч изделий в год. Ранее, в 1780-х, выпуск был в районе 3-4 тысяч изделий в год.
Как видим, три шага из четырех было сделано. Последнему же шагу мешало, даже на американских оружейных заводах в Спрингфилде и Харперс-Фери, то же самое, что мы описали касательно тульского завода. Мастера совершенно не хотели становиться промышленными рабочими и терять в статусе. Со стороны техники, нужно было придумать что-то, какое-то соединение, которое бы облегчило стыковку различных частей.
Техническая часть решилась в 1829 году, когда инженер Дэвид Уилкинсон изобрел токарно-винторезный станок. Вернее, не изобрел, а модифицировал похожий станок британца Модслея. Станок Мослея приводился в действие ручным приводом, а у Уилкинсона он был гидравлическим.
По сути, что произошло? Станок Уилкинсона просто нарезал резьбу. Бинго! Теперь детали изделия вполне можно было соединить между собой с помощью резьбы. Однако вскоре встала проблема стандартизации резьбы. Первыми резьбу стандартизировали англичане, в 1841 году это сделал Витворт. Его стандартны приняли все производства в Англии, и это помогло англичанам кратно нарастить свое производство сложных изделий.
Что же касается второй проблемы, а именно – административное создание завода как единого целого, а не объединения мастерских и кустарей в определенной местности – она была решена только в 1901 году, Ренсомом Олдсом, который изобрел сборочную линию и конвейер. Теперь, из-за высокой автоматизации и стандартизации производства, квалификация мастера не играла роли, разделение производства замелили на разделение труда на заводе, а весь штат завода состоял из промышленных рабочих.
