製造業

人類の祖先は、約 20 万年前にホモ サピエンスが出現するずっと前から、石やその他の道具を使って物を製造していました。 ^{[ 6 ]}石器製作の最も初期の方法は、オルドワン「産業」として知られ、少なくとも 230 万年前に遡ります。^{[ 7 ]}道具使用の最も初期の直接的な証拠は、エチオピアのグレート リフト バレーで発見され、250 万年前に遡ります 。^{[ 8 ]}石器を製造するには、特定の剥離特性を持つ硬い石 (フリントなど) の「コア」をハンマーストーンで叩きました。この剥離によって、主にチョッパーやスクレーパーの形で道具として使用できる鋭いエッジができました。^{[ 9 ]}これらの道具は、初期の人類が狩猟採集生活を送る上で、骨や木などのより柔らかい材料から他の道具を作るのに大いに役立ちました。 ^{[ 10 ]}約 30 万年前の中期旧石器時代には、単一の石核から複数の刃を素早く形成できる準備された石核技術が導入されました。[ 9 ]^木、骨、または鹿角のパンチを使用して石を非常に細かく成形できる圧力剥離は、約 4 万年前に始まった後期旧石器時代に開発されました。 ^{[ 11 ]}新石器時代には、フリント、翡翠、翡翠石、緑石などのさまざまな硬岩から磨かれた石器が作られました。磨かれた斧は、投射物、ナイフ、スクレーパーなどの他の石器や、木、骨、鹿角などの有機材料から作られた道具とともに使用されました。^{[ 12 ]}

銅の製錬は、陶器窯の技術によって十分な高温が可能になったときに始まったと考えられています。^{[ 13 ]}銅鉱床では、ヒ素などのさまざまな元素の濃度が深さとともに増加し、これらの鉱石を製錬するとヒ素青銅が得られ、これは工具の製造に適したほど十分に加工硬化させることができます。^{[ 13 ]}青銅は銅と錫の合金です。錫は世界的に比較的少ない鉱床でしか見つからないため、真の錫青銅が広く普及するまでには時間がかかりました。青銅器時代には、青銅は強度や延性などの機械的特性と、複雑な形状の物体を作るために型に流し込んで鋳造できるという点の両方において、道具を作る材料として石よりも大幅に改良されました。青銅は、より優れた工具と青銅釘によって造船技術を大きく進歩させ、ドリルで開けた穴に紐を通して船体の板を取り付ける古い方法に取って代わりました。^{[ 14 ]}鉄器時代は、青銅ではなく鉄や鋼鉄を用いた武器や道具の広範な製造によって一般的に定義される。^{[ 15 ]}鉄の製錬は、錫や銅の製錬よりも難しい。なぜなら、製錬された鉄は熱間加工が必要であり、特別に設計された炉でしか溶かすことができないからである。鉄の製錬が発見された場所と時期は不明である。その理由の一つは、ニッケルを含む鉱石から抽出された金属と熱間加工された隕鉄を区別することが難しいためである。^{[ 16 ]}

古代文明の発展の過程で、多くの古代技術は製造技術の進歩から生まれた。6つの古典的な単純機械のうちのいくつかはメソポタミアで発明された。^{[ 17 ]}メソポタミア人は車輪の発明者として知られている。車輪と車軸の機構は、紀元前5千年紀にメソポタミア（現在のイラク）で発明されたろくろとともに初めて登場した。 ^{[ 18 ]}パピルスから作られたエジプトの紙や陶器は大量生産され、地中海盆地全体に輸出された。古代エジプト人が用いた初期の建築技術は、主に粘土、砂、シルト、その他の鉱物からなるレンガを使用していた。^{[ 19 ]}

中世には、新しい発明、伝統的な生産手段の管理方法の革新、経済成長が見られました。2世紀の中国の技術である製紙は、8 世紀に中国の製紙職人の一団が捕らえられたときに中東にもたらされました。^{[ 20 ]}製紙技術は、ウマイヤ朝によるヒスパニアの征服によってヨーロッパに広まりました。^{[ 21 ]} 12 世紀にはシチリアに製紙工場が設立されました。ヨーロッパでは、紙を作るためのパルプを作る繊維は、リネンや綿のぼろ布から得られました。リン・タウンゼント・ホワイト・ジュニアは、糸車がぼろ布の供給を増やし、安価な紙につながり、印刷の発展の一因となったと述べています。^{[ 22 ]}大砲の鋳造により、 15 世紀半ばにフランスで高炉が広く使用されるようになりました。高炉は紀元前 4 世紀から中国で使用されていました。^{[ 13 ]} 1598年に発明されたストッキングフレームは、編み手の1分あたりの結び目の数を100から1000に増やした。^{[ 23 ]}

産業革命は、 1760年から1830年代にかけてヨーロッパとアメリカで起こった新しい製造プロセスへの移行でした。 ^{[ 24 ]}この移行には、手作業による生産方法から機械への移行、新しい化学製造および鉄生産プロセス、蒸気力と水力の利用の増加、工作機械の開発、機械化された工場システムの台頭が含まれていました。産業革命はまた、人口増加率の未曾有の増加にもつながりました。繊維産業は、雇用、生産額、投資資本の点で産業革命の支配的な産業でした。繊維産業はまた、近代的な生産方法を最初に採用した産業でもありました。^{[ 25 ] : 40}急速な工業化は、1780 年代の機械化された紡績から始まり、イギリスで最初に始まりました。 ^{[ 26 ]} 1800 年以降、蒸気機関と鉄の生産が急速な成長を遂げました。機械化された繊維生産は、19 世紀初頭にイギリスからヨーロッパ大陸とアメリカ合衆国に広がり、ベルギーとアメリカ合衆国に繊維、鉄、石炭の重要な中心地が出現し、後にフランスにも繊維の中心地が出現しました。 ^{[ 25 ]}

1830年代後半から1840年代前半にかけて、機械化された紡績や織物などの産業革命初期の革新技術の普及が鈍化し、市場が成熟したため、経済不況が発生しました。機関車、蒸気船、蒸気船の普及、熱風製鉄、電信などの新技術といった、この時期後半に開発された革新技術は、1840年代と1850年代に広く導入されましたが、高い成長率を牽引するほど強力ではありませんでした。1870年以降、第二次産業革命と呼ばれる一連の新たな革新技術の出現により、急速な経済成長が始まりました。これらの革新技術には、新しい製鋼プロセス、大量生産、組立ライン、送電網システム、工作機械の大規模製造、蒸気動力工場におけるますます高度な機械の使用などが含まれます。^{[ 25 ] [ 27 ] [ 28 ] [ 29 ]}

真空ポンプと材料研究の進歩を基盤として、白熱電球は1870年代後半に一般使用に実用的になった。この発明は、工場で第2シフトや第3シフトの労働者を雇用できるようになったため、職場に大きな影響を与えた。^{[ 30 ]}靴の生産は19世紀半ばに機械化された。^{[ 31 ]}ミシンや刈り取り機などの農業機械の大量生産は19世紀半ばから後半にかけて行われた。^{[ 32 ]}自転車の大量生産は1880年代に始まった。^{[ 32 ]}蒸気動力の工場が広く普及したが、水力から蒸気への転換は米国よりもイギリスで早く行われた。^{[ 33 ]}

実用的な直流モーターと交流モーターの導入後、1890 年代に徐々に始まった工場の電化は、1900 年から 1930 年の間に最も急速に進みました。これは、中央発電所を持つ電力会社の設立と、1914 年から 1917 年にかけての電気料金の引き下げによって促進されました。^{[ 34 ]}電気モーターは、ライン シャフトやベルトよりも製造の柔軟性が高く、メンテナンスも少なくて済みました。多くの工場では、電気モーターへの移行が進んだことにより、生産量が 30% 増加しました。電化により、現代の大量生産が可能になり、初期の大量生産の最大のインパクトは、ボール ブラザーズ グラス マニュファクチャリング カンパニーのように、日用品の製造にありました。同社は、1900 年頃に米国インディアナ州マンシーにあるメイソン ジャー工場を電化しました。新しい自動化されたプロセスでは、ガラス吹き機を使用して、210 人のガラス職人と助手を置き換えました。小型の電動トラックが一度に150ダースのボトルを取り扱うようになったが、以前は手押しトラックで一度に6ダースのボトルしか運べなかった。電動ミキサーが、ガラス炉に投入される砂やその他の材料を扱うシャベルを持った男たちに取って代わった。電動天井クレーンが、工場内で重い荷物を移動させる36人の日雇い労働者に取って代わった。 ^{[ 35 ]}

大量生産は、1910年代後半から1920年代にかけてヘンリー・フォードのフォード・モーター・カンパニーによって普及し、^{[ 32 ]}当時よく知られていた連鎖生産または逐次生産の技術に電気モーターを導入しました。フォードはまた、エンジンブロックの片側のすべての穴を1回の操作でドリルできる多軸ドリルプレスや、1つの治具に固定された15個のエンジンブロックを同時に加工できる多頭フライス盤など、特殊用途の工作機械や治具を購入または設計・製造しました。これらの工作機械はすべて生産フローに体系的に配置され、一部の工作機械には、重い部品を加工位置に転がすための特殊なキャリッジが備えられていました。フォード・モデルTの生産には32,000台の工作機械が使用されました。^{[ 36 ]}

リーン生産方式（ジャストインタイム生産方式とも呼ばれる）は、1930年代に日本で開発されました。これは、生産システム内の時間、サプライヤーや顧客からの応答時間を短縮することを主な目的とした生産方法です。^{[ 37 ] [ 38 ]} 1950年代に、ブリティッシュ・モーター・コーポレーション（オーストラリア）がシドニーのビクトリアパーク工場でオーストラリアに導入し、そこから後にトヨタに伝わりました。^{[ 39 ]} 1977年に2つの英語の記事で日本から西側諸国にニュースが広まりました。1つは、トヨタでの開発に尽力した大野耐一にちなんで、この方法論を「大野システム」と呼んでいました。 ^{[ 40 ]}もう1つの記事は、トヨタの著者が国際誌に寄稿したもので、さらに詳しい情報を提供していました。^{[ 41 ]}最終的に、これらの記事やその他の宣伝が、1980年から導入につながり、その後、米国や他の国々の業界全体に急速に広まりました。^{[ 42 ]}

世界クラスの製造業 という概念は、製造分野における卓越性と関連付けられています。^{[ 43 ]}この用語は著者リチャード・J・ションバーガーによって提唱されましたが、^{[ 44 ]}フリンらは、この用語はションバーガーが取り上げる以前に、RHヘイズとスティーブン・C・ホイールライトによって最初に使用されたと指摘しています。 ^{[ 45 ] [ 46 ]}

多くの製造業において、生産には原材料の供給網だけでなく、大型産業機械の設置も必要となる。

新興技術は、例えば米国の製造業ベルト地帯などにおいて、高度な製造業における雇用機会の新たな成長方法をもたらしている。製造業は、国家インフラや国防にとって重要な物的基盤を提供している。

一方で、ほとんどの製造工程には、重大な社会的・環境的コストが伴う可能性がある。例えば、有害廃棄物の処理費用は、それを生み出す製品の便益を上回る場合がある。有害物質は、作業員を健康リスクにさらす可能性がある。これらのコストは現在では広く認識されており、効率性の向上、廃棄物の削減、産業共生の活用、有害化学物質の排除などによって、これらのコストに対処する取り組みが進められている。

製造業の負のコストは、法的にも対処できます。先進国では、労働法や環境法によって製造業の活動を規制しています。世界中で、製造業者は、製造活動の環境コストを相殺するために、規制や汚染税の対象となる場合があります。労働組合や職人組合は、労働者の権利や賃金の交渉において歴史的に重要な役割を果たしてきました。先進国で利用可能な環境法や労働者保護は、第三世界では利用できない場合があります。不法行為法や製造物責任は、製造業に追加のコストを課します。これらは、過去数十年にわたって進行中の製造業が、生産コストが先進国よりも大幅に低い「発展途上国」経済に事業を移転するプロセスにおける重要な動きです。^{[ 61 ]}

財務的な観点から見ると、製造業の目標は主に生産単位当たりのコストメリットを達成することであり、それが最終的にエンドユーザーへの市場における製品価格のコスト削減につながる。^{[ 62 ]}この市場に対する相対的なコスト削減こそが、製造企業が利益率を確保する方法である。^{[ 63 ]}

米国では、製造業は国立労働安全衛生研究所（NIOSH）によって国家職業研究アジェンダ（NORA）の優先産業として指定されています。この指定により、労働衛生と安全に関する課題の特定と介入戦略の開発が促進されます。^{[ 64 ] [ 65 ] [ 66 ]}

地域の経済開発計画の中には、製造業の立地と労働力供給のニーズに対応し、用地の確保とサービス提供を規定しているものもあります。例えば、英国では、リーズ市議会の地域経済開発計画において、この点に関して「現代の製造業」のニーズに言及しています。^{[ 67 ]}生産量や生産方法の変更により、製造拠点の移転が必要になる場合があります。プレス機、射出成形機、CNCツールなどの重機は、工場のアップグレード、施設の移転、または廃止プロジェクトの際に移設する必要があるかもしれません。これらのプロセスには、リギング、傾斜積載輸送、フォークリフト、特大貨物許可など、専門的なロジスティクスが伴います。北米では、Specialized Carriers & Rigging Association (SC&RA)などの業界団体が、重量物輸送と機械移動に関する安全基準とベストプラクティスを提供しています。機械移転計画に関する独立したガイドでは、段階的な移動、営業時間外の移転、バッファ在庫、機器移動中の生産継続性を維持するための詳細な現場評価など、ダウンタイムを最小限に抑えるための戦略が提供されています。^{[ 68 ]}

世界中の製造業と投資における動向と課題に関する調査と分析は、次のような事柄に焦点を当てています。

• 製造業の水準およびより広範な産業経済成長において、国によって大きく異なる現象が生じる性質と原因。
• 競争力、そして
• 海外直接投資家にとっての魅力。

一般的な概観に加えて、研究者たちは製造業発展の特定の重要な側面に影響を与える特徴と要因を調査してきた。彼らは、さまざまな西側諸国と非西側諸国の生産と投資を比較し、重要な個々の産業や市場経済部門における成長とパフォーマンスのケーススタディを提示してきた。^{[ 69 ] [ 70 ]}

2009年6月26日、ゼネラル・エレクトリックのCEOであるジェフ・イメルトは、米国は一部の分野でアウトソーシングしすぎており、もはや金融セクターや消費支出に頼って需要を喚起することはできないと述べ、米国は製造業の雇用を労働力の20%に増やすべきだと主張した。 ^{[ 71 ]}さらに、米国の製造業は米国の経済全体と比較すると好調だが、他の高賃金国の製造業と比較すると劣っていることが研究で示されている。^{[ 72 ]} 2000年から2007年の間に、合計320万人、つまり米国の製造業の雇用の6分の1が失われた。^{[ 73 ]}英国では、製造業団体であるEEFが、英国経済を金融サービスへの依存度を低くするように再均衡させるよう呼びかけ、製造業のアジェンダを積極的に推進してきた。   

世界銀行によると、以下は該当年の製造業生産総額（米ドル）上位50カ国です。^{[ 81 ]}