Hoy, hace 230 años, el 8 de julio de 1785, Honoré Blanc demostró la primera intercambiabilidad a gran escala de piezas mecánicas complejas en el patio del castillo de Vincennes al desmontar las cerraduras de mosquete, mezclar las piezas y volver a ensamblarlas. Si bien tomó otros 150 años para que la idea se afianzara firmemente en la industria, todo comenzó aquí con 50 mosquetes. Tiempo para repasar la historia.
El beneficio de las piezas intercambiables
La intercambiabilidad de piezas se da hoy en día por sentado. Si, por ejemplo, compra un perno M10 en Estados Unidos, vuela a China y compra una tuerca M10, encajarán.
¡Esto es increíble!
Imagine por un segundo si no encajan. Imagine no tener estándares mundiales para tornillos. O incluso un estándar dentro de su propia empresa. Mientras que para los tornillos existen diferentes estándares, la mayoría del mundo en la actualidad utiliza el estándar de tornillo métrico.
En su línea de ensamblaje, espera que cada parte entregada a la línea se ajuste a cualquiera de los productos. Sin embargo, durante la mayor parte de la historia, esto no fue cierto. Incluso alrededor de 1900, la herramienta más importante en el ensamblaje de piezas metálicas era un archivo. Casi todas las partes que se entregaron a la línea de ensamblaje debían archivarse en algún lugar para que encajaran.
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Ahora considere la fabricación moderna de automóviles. Imagine el caso poco probable de que un pistón no encajara en el cilindro. 😯 Imagine que esa persona tiene un archivo disponible en la línea de montaje. Imagine Ahora imagine que alguien está presionando el pistón para que se ajuste. 😯 😯 😯
Estoy bastante seguro de que la mayoría de los empleados de esa compañía, incluido el CEO, sabrán el nombre del fabricante de pistones … o más probablemente recordarán su nombre, ya que probablemente nunca más volvería a pisar esa compañía. Sin embargo, ese era el estándar hasta hace 100 años.
Intercambiabilidad antes de Le Blanc
La idea y el beneficio de la intercambiabilidad se realizó mucho antes de Honoré Blanc. Sin embargo, a menudo se trataba de tolerancias muy sueltas, piezas muy simples o muestras caras. Por ejemplo, ya en el arsenal de venecia, las piezas de madera para barcos como, por ejemplo, bancos, fueron precortadas, para que pudieran ensamblarse con solo pequeños ajustes.
Según los informes, el inventor sueco Christopher Polhem logró la intercambiabilidad en su taller de relojes en 1720, pero definitivamente no se extendió más allá de sus talleres.
Para piezas de metal con tolerancias más estrictas, la intercambiabilidad se creó solo para piezas muy simples. Un pionero aquí fue el teniente general Jean-Baptiste Gribeauval (1715–1789). La artillería francesa y los vagones de artillería ya estaban estandarizados en cinco clases de cañones: 4, 8, 12, 16 y 24 libras. Más por razones estéticas que técnicas, Gribeauval continuó esta estandarización. En 1780, esta búsqueda de la uniformidad estética tuvo un efecto secundario sorprendente: las piezas de madera para los vagones ya no tenían que instalarse, sino que eran intercambiables.
Gribeauval también presionó por estándares en la fabricación de los cañones. Vaya medidores para asegurarse de que una bola de cañón quepa en el cañón se ha utilizado desde la época medieval.
Griebeauval también agregó otro indicador de no ir para verificar si la pelota era demasiado pequeña. Si una bala de cañón pasaba por el medidor de avance, al menos no era demasiado grande. Sin embargo, si también pasó a través del medidor de no ir, era demasiado pequeño. Solo las bolas que pasaron a través del go, pero no el indicador de no go, estaban dentro de los límites de tolerancia aceptables. También agregaron requisitos adicionales para evitar que las bolas en forma de huevo pasen a través de una serie de medidores.
Utilizando un sistema similar para los cañones, Gribeauval pudo tener tanto bolas de calibre estándar como cañones, lo que resultó en probablemente la artillería más avanzada de su tiempo. Sin embargo, los agujeros redondos y las bolas redondas son geometrías muy simples y, por lo tanto, fáciles de verificar.
Las cerraduras de mosquete, sin embargo, tienen una geometría mucho más complicada. Especialmente una pequeña pieza dentro de la cerradura llamada vaso (necesaria para disparar el arma) tenía una forma compleja y tolerancias estrictas. El primero en demostrar la intercambiabilidad de las cerraduras de mosquete fue Guillaume Deschamps en 1723. Sin embargo, sus cerraduras eran ridículamente caras, y para una de sus cerraduras intercambiables se podían comprar siete normales. Por lo tanto, solo produjo unos pocos cientos de armas en total.
Honoré Blanc
Honoré Blanc (1736–1801) fue un armero francés y, desde 1763, estuvo a cargo del control de calidad del ejército francés. El ejército francés trató de reducir los costos y aumentar la calidad presionando a los armeros franceses. Los armeros, a su vez, prefirieron no trabajar para un cliente tan problemático y más bien suministraron armas a los soldados de la Revolución Americana para obtener mayores ganancias y menos pelusa.
El intento del ejército de obligar a los armeros a venderles su producto no tuvo éxito, y el ejército estaba en grave peligro de quedarse sin armas. Fuera de este problema, la idea nació para tomar el control de la cadena de valor mediante la introducción de partes intercambiables.
Sí, no tenía nada que ver con la facilidad de ensamblaje, o la posibilidad de reparaciones en el campo durante el combate, sino solo con reemplazar a los molestos artesanos testarudos con mano de obra no calificada más dócil.
Honoré Blanc desarrolló una multitud de herramientas y medidores para garantizar la precisión, endureció las piezas lentamente en estiércol de caballo para evitar la deformación, y finalmente tuvo éxito. Hoy, hace 230 años, el 8 de julio de 1785 en Château de Vincennes, desmontó 50 cerraduras, recogió piezas de 25 cerraduras al azar y, para asombro de los funcionarios y representantes reunidos, las volvió a armar.
Debidamente impresionado, el gobierno francés le hizo organizar un taller . Como Le Blanc ahora era bastante impopular con sus compañeros armeros, este taller estaba ubicado (para protección) en las mazmorras del Castillo de Vincennes, donde también realizó su demostración. Esta mazmorra era anteriormente una prisión con presos tan famosos como Diderot, de Mirabeau, Jean Henri Latude y el infame Marqués de Sade.
Sin embargo, incluso los fuertes muros del castillo de Vincennes no protegieron su taller de la Revolución Francesa, y su taller fue destruido. Peor aún, su partidario Gribeauval murió en 1789. Decidido a continuar, Le Blanc estableció su propio taller y produjo grandes cantidades de cerraduras intercambiables con solo un 10% de costo adicional antes de morir en 1801.
Sin embargo, después de su muerte, se formó una pandilla política entre proponentes y opositores con documentos y manifestaciones contra los contra documentos y contra manifestaciones sobre la intercambiabilidad de las partes. Finalmente, los oponentes ganaron, la producción de piezas intercambiables se detuvo y Francia perdió el conocimiento de las piezas intercambiables, e incluso olvidó que alguna vez supieron que lo tenían.
Springfield y Harpers Ferry Armory
Sin embargo, por coincidencia, un nuevo embajador de los Estados Unidos en Francia, Thomas Jefferson (más conocido hoy en día como el tercer presidente de los Estados Unidos) pudo presenciar la manifestación de Le Blanc en 1785. Jefferson trajo la idea y las muestras a los Estados Unidos y promovió intercambiabilidad allí.
Finalmente, la joven nación estableció dos armerías, una en Springfield, Massachusetts, y otra en Harpers Ferry, Virginia Occidental. Uno de sus objetivos, además de tener un suministro confiable de armas, era establecer la intercambiabilidad de las partes.
Las dos armerías diferían enormemente. Mientras Springfield presionó por la organización y la estructura, Harpers Ferry fue un semillero de corrupción y desperdicio. Sin embargo, fue en Harpers Ferry donde Estados Unidos produjo sus primeras cerraduras intercambiables. El fabricante de armas, inventor y defensor de la intercambiabilidad John Hancock Hall (1781-1841) fue enviado a Harpers Ferry para establecer un taller, independiente del resto de la armería. Por lo tanto, Hall no solo tuvo que resolver la miríada de detalles técnicos de intercambiabilidad, sino también luchar contra el superintendente Harpers Ferry, que trató de obstaculizar y obstaculizar a este extraño cada vez que pudo. Hall tenía problemas constantes para conseguir hombres, material, máquinas o incluso un taller lo suficientemente grande como para instalarlos a todos.
Hall se dio cuenta de que la intercambiabilidad tenía que ver con la precisión. Si bien las piezas de bloqueo de pistola convencionales tenían una precisión de ± 0.2 mm, necesitaba ± 0.02 mm para intercambiabilidad. Logró esta intercambiabilidad con la ayuda de medidores, utilizando un total de 63 medidores para verificar las tolerancias de los componentes de una cerradura. También inventó nuevas técnicas de medición y creó máquinas nuevas y más resistentes para reducir la vibración. También mejoró la nueva tecnología de fresado. Para 1824, las partes de sus cerraduras eran completamente intercambiables.
El siguiente paso fue la intercambiabilidad entre diferentes talleres. Esto lo logró junto con su compañero armero Simeon North (cuyo 250 aniversario de su nacimiento, el 13 de julio de 1765, se acerca en cinco días). Tomó algo de tiempo, pero para 1834 las partes de la cerradura de North y Hall eran completamente intercambiables. Eventualmente, Springfield Armory también logró intercambiabilidad, pero solo en 1849.
Por cierto, es posible que haya oído hablar de la intercambiabilidad inventada por Eli Whitney (1765-1825). Sin embargo, él era mucho mejor con las palabras que con el metal. Constantemente prometiendo entregar 10,000 armas, eventualmente «demostrado«Intercambiabilidad con el presidente John Adams y el vicepresidente Thomas Jefferson en 1801.
Sin embargo, en esta presentación de «intercambiabilidad,”Tuvo mucho cuidado de no desmontar las cerraduras complejas. En cambio, solo sacó las cerraduras del arma de madera y las colocó en otra arma de madera. Sin partes móviles, esto tenía una tolerancia mucho más flexible. Además, Whitney usó solo diez reservas de armas cuidadosamente seleccionadas que se habían ajustado especialmente para adaptarse a las diez cerraduras. El análisis detallado de los mosquetes de Whitney existentes definitivamente prueba que no había intercambiabilidad de las cerraduras en sí mismas. Por lo tanto, toda la demostración se organizó y Whitney «engañó a las autoridades gubernamentales» (Smith, M.R 1980) sobre su falta de intercambiabilidad.
También tardó 10 años en entregar sus 10,000 armas. Y, mientras estoy en eso, tampoco inventó la fresadora. Él inventó una pequeña mejora en la desmotadora de algodón, aunque incluso esto es impugnado (vea a continuación una selección de mis fuentes).
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Difundiendo la idea
En cualquier caso, la idea de intercambiabilidad ahora estaba firmemente establecida en la fabricación de armas estadounidense. Además, cientos de maquinistas y técnicos que trabajan para las armerías eventualmente se mudaron a otras industrias y trajeron su conocimiento con ellos. Muchos de los nuevos productos complejos se beneficiaron de la experiencia de las armerías, incluidas las máquinas de escribir, las máquinas de coser, las bicicletas y, finalmente, el automóvil.
Sin embargo, incluso entonces tomó tiempo. Por ejemplo, el famoso fabricante de máquinas de coser Singer no logró intercambiabilidad hasta alrededor de 1900. De manera similar, hasta 1900 la mayoría de las piezas de automóviles todavía no eran intercambiables.
Una demostración famosa fue con tres Cadillac Model K en 1907. Estos nuevos vehículos fueron probados en una pista de carreras y luego completamente desmontados. Las muchas piezas de alta precisión se mezclaron y se ensamblaron tres vehículos nuevamente. No solo completaron con éxito otra prueba de 500 millas, sino que uno de los vehículos incluso ganó una prueba de confiabilidad posterior de 2000 millas. Lo que hoy en día sería estándar en intercambiabilidad fue en 1907 un logro sobresaliente.
Por lo tanto, la idea de intercambiabilidad que damos por sentado hoy en día era un camino largo y sinuoso. Se necesitaban muchos inventores y seguidores para establecer la idea y llevarla al mercado. La mayoría de ellos eran idealistas, y Le Blanc, Hall y North murieron pobres o sin una riqueza significativa. Sin embargo, sin sus contribuciones, nuestro mundo moderno se vería muy diferente. Por lo tanto, recuérdalos cuando ¡Sal y organiza tu industria!
PD: Si desea leer más sobre la historia de la fabricación, consulte mi libro:
Roser, Christoph, 2016. «Más rápido, mejor, más barato» en la historia de la fabricación: de la Edad de Piedra a la fabricación ajustada y más allá, 439 páginas, 1ª ed. Prensa de productividad.
Fuentes Seleccionadas
Algunos todavía ven a Eli Whitney como un ícono estadounidense, pero la investigación muestra que su estado a veces está sobrevalorado. Como esta puede ser una declaración controvertida para algunos, aquí hay algunas fuentes seleccionadas sobre Whitney:
