经由进程与电子产品的赓续融合现代制造业发生了哪些变革？

大量相互关联的变革构成了工业化进程的关键要素，且在这个进程的每一个尺度上都是如此。
到目前为止，工厂车间里最主要的变革是为单个机器供应动力的电动机的利用。
它替代了通过皮带和动力轴通报蒸汽机动力的中心驱动装置，从而实现了精确和独立的掌握。

与盛行不雅观点相反，由蒸汽机带来的燃煤热量和机器动力的增长，对付启动繁芜的工业化变革实在并不是必需的。
基于便宜的屯子劳动力、做事于全国乃至国际市场的村落庄车间和小作坊制造业，在燃煤驱动的工业化开始之前已经延续了数代人的韶光。
这种“原工业化”(proto-industrialization)不仅在欧洲部分地区（阿尔斯特、科茨沃尔德、皮卡第、威斯特伐利亚、萨克森、西里西亚等）有一定规模，在明清期间的中国、德川期间的日本，以及印度部分地区，也涌现了面向海内和出口市场的大量手工制造业。
一个著名的例子是利用渗碳工艺加工熟铁生产印度乌兹钢，它最有名的产品形式是大马士革刀。
在印度的一些地区（拉合尔、阿姆利则、阿格拉、斋浦尔、迈索尔、马拉巴、戈尔康达），它险些因此工业化规模的产量出口到波斯和土耳其帝国的。
“工业革命”一词既相称具有吸引力，在我们的不雅观念里根深蒂固，又有误导性。
工业化进程是一个渐进的、每每不屈衡的发展过程。
纵然在某些从家庭手工业迅速向集中大规模生产（以供应更远的市场）转变的地区，情形也是如此。
关于这些变革的虚假的准确韶光点忽略了全体过程的繁芜性和实际的蜕变实质。
纵然是与英国的工业化进程最靠近的比利时，也有其独特的发展道路。
与英国比较，比利时的工业化进程在冶金方面要主要得多，对纺织业的重视程度则要低得多。
关键的国家特质导致了迥异的工业化模式。
法国看重水力发展，美国和俄罗斯长期依赖木材，日本则有着细致工艺的传统。
煤和蒸汽最初并不是工业化的革命性成分。
逐步地，它们才以前所未有的程度和可靠性来供应热和机器能。

一旦有了煤和蒸汽动力的推动，传统制造商就能以更低的本钱生产更多的优质产品。
这一造诣是大众消费必要的先决条件。
廉价而可靠的机器能供应，确保了加工工艺变得越来越繁芜。
反过来，这又导致零件、工具和机器的制造开始变得更繁芜和更专业。
那些以煤、焦炭和蒸汽为动力的新家当形成后，便以前所未有的速率为海内和国际市场供应货色。
1810年后，高压锅炉和管道开始投入制造。
1830年后，铁路、机车和货车产量迅速增加。
水轮机和螺旋桨的产量则在1840年后开始增长。
1850年后，钢铁船体和海底电报线缆有了巨大的新市场。
生产廉价钢材的商业方法——先是1856年之后的贝塞麦转炉，然后是19世纪60年代的“西门子—马丁”平炉，创造了更大的新兴制成品市场，从餐具到铁轨、从铁犁到建筑横梁等。

据估计，2013年环球钢铁生产至少须要35EJ的燃料和电力，占全天下低级能量供应总量的不到7%。
因此，钢铁业是全天下能量花费最大的工业领域。
比较之下，其他所有工业的能耗总和为23%，交通运输为27%，住宅用场和做事业为36%。
但如果钢铁行业的能量花费强度与20世纪60年代保持同等，那么2015年该行业将至少花费全天下低级能量供应总量的16%。

当蒸汽机因电气化而黯然失落色，一个全新的工业化时期便随之来临了。
电是一种更好的能量形式（不仅在与蒸汽动力比较时如此）。
只有电可以即时轻松地接入，且能非常可靠地为每一莳花费（翱翔除外）供应做事。
只需拨动开关，我们就能将电转换为光、热、动能或化学能量。
电流易于调节，因此实现了前所未有的精度、速率和过程掌握。
此外，它的花费过程是清洁而无声的。
只要精确布线，电力适用的场景险些可以无限增长，也可以有无数种形式。
此外，它还不占库存。
由于电力有着这些属性，工业电气化成了一种真正的革命性转变。
1899—1929年，美国制造业的机器总装机功率增长了约3倍，工业电动机的容量增长了近60倍，供应了82%以上的可用功率。
而在19世纪末，这一份额还不到5%。
在此之后，电力的份额变革不大，也便是说，从19世纪90年代后期开始，电动机只用了30年就基本取代了蒸汽动力和直接由水力驱动的装置。
这种高效又可靠的单元动力供应的影响远不但肃清了头顶凌乱的管道（和由之而来的不可避免的噪声与事件风险）。
传动轴的拆除解放了天花板，后者因此得以安装更好的照明和透风系统，并使工厂的设计更灵巧，更随意马虎扩展。
电动机的高效以及在更好的事情环境中的精确、灵巧和独立的动力掌握，终极大大提高了劳动生产率。

电气化还创造了大量的专门家当，一开始是灯泡、发电机和输电线的制造（1880年往后），之后是蒸汽轮机和水轮机的生产（1890年往后）。
1920年后出身了燃烧粉状燃料的高压锅炉；利用大量钢筋混凝土的巨型水坝也在10年后开始建造。
1950年后，各地普遍开始安装空气污染掌握举动步伐。
第一座核电厂于1960年前投入生产。
从20世纪30年代开始，对付种类越来越多的塑料的合成和塑造以及最近一类新的复合股料（特殊是碳纤维）的推出，电力都是必不可少的。
这些材料的能量本钱约为铝的三倍，其最大的商业用场是在商业飞机制造中替代铝合金：最新的波音787按体积打算，约有80%由复合股料组成。
在19世纪80年代，冶铝的详细电力花费超过了每吨5万千瓦时，后来霍尔—埃鲁工艺的稳步改进使这一比率到1990年降落了2/3以上。
铝的用场的扩大起初是由航空业的发展推动的。
20世纪20年代后期，金属机身取代了木材和布料制作的机身。
之后，第二次天下大战期间建造战斗机和轰炸机的需求使得对铝的需求急剧增加。
自1945年以来，只要哪个领域的设计同时须要材料的轻便和高强度，铝和铝合金就会在这个领域替代钢铁。
这些运用处景包括汽车、铁路用漏斗车和宇宙飞船。
但需把稳一点，新型轻质钢合金在这些市场也能起到浸染。
自20世纪50年代以来，钛已经在高温运用处景中（特殊是超音速飞机）取代了铝。
不过，钛生产的过程能量密集度至少是铝的三倍。

只管在一个专注于最新电子技能进步的社会，大规模量产金属的根本主要性常常被人们忽略，但毫无疑问，通过与当代电子产品的不断领悟，当代制造业已经发生变革。
二者的结合，带来了前所未有的精确掌握和灵巧性，极大地丰富了可用设计的选择，并改变了营销、分销和绩效监控办法。
通用汽车在其海内汽车生产线上利用的发动机掌握软件包含约50,000行代码。
如今，纵然廉价汽车也装有多达50个ECU，一些高端品牌（比如梅赛德斯—奔驰S级轿车）则包含多达100个联网事情的ECU，其软件包含约1亿行代码。
比较之下，美国空军的联合攻击战斗机F—35的运行系统只含有570万行代码，波音最新的商用喷气客机787的软件拥有约650万行代码。
车载电子系统确实正在变得越来越繁芜。
但比较代码数量实际上带有误导性。
汽车软件之以是臃肿，紧张是由于它要兼容豪华车型供应的过多选件和配置，包括与实际驾驶无关的信息娱乐和导航系统；个中有大量重复利用的、自动天生的、冗余的代码。
即便如此，对付现在的高端车型来说，车载电子系统和软件本钱占到了整车本钱的40%：汽车已从纯挚的机器器件的凑集变成了机电稠浊设备，每增加一项有用的掌握功能（比如车道偏离警告、避免追尾的自动制动或高等诊断），就会带来更多的软件需求，进而增加整车本钱。

利用化石燃料的社会产生、储存、分发和利用了比以前多得多的信息。
在东亚和当代早期的欧洲，在化石燃料被人利用之前数百年，印刷就已经是一种固定的商业活动。
但手工排版比较费力，印刷操作受到缓慢的手动木螺杆印刷机的限定。
铁制框架虽然加快了事情速率，然而就算是前辈的古腾堡印刷机设计，每小时的印刷次数也不会超过240次。
19世纪40年代的第一台轮转印刷机每小时能印刷8,000次。
20年后，这一速率达到了每小时25,000次。
在大量发行的廉价报纸成为日常信息来源的同时，得益于电报（1838年开始商用）和不到两代人之后的电话（1876年），以及在19世纪结束前涌现的两种新的信息通信技能——录音播音技能和录影技能，新闻的传播速率变得更快了。
廉价、可靠和真正的环球性电信技能只有通过电才成为可能。
在其发展进程的第一个世纪里，信息紧张通过电线来传输。
随着威廉库克和查尔斯惠斯通在1837岁首年月次演示了第一个实用电报系统，各国数十年的实验终于结束了。
它的成功取决于1800年问世的伏打电池供应的可靠电力供应。

这些发展的共同根本是固态电子元件的兴起。
这种电子元件始于美国发明的晶体管——一种微型固态半导体器件，相称于用以放大和切换电子旗子暗记的真空管。
第一次成功的实验是由贝尔实验室的两位研究职员沃尔特布拉顿和约翰巴丁在1947年12月16日利用锗晶体完成的。
正如贝尔系统纪念馆网站所描述的那样，“显而易见的是，贝尔实验室没有发明晶体管，但他们重新创造了它”。
无论如何，改变了电子打算的不是布拉顿和巴丁利用的那种粗糙的点打仗器件，而是1951年由威廉肖克利取得专利的更有效的结型场效应晶体管。
同年，戈登K.蒂尔和厄内斯特布勒成功制造出了更大的硅晶体，并节制了单晶拉制和硅掺杂的改进方法。
随着晶体管取代真空管，新型可编程打算机的打算速率开始呈指数增长。
直到20世纪50年代后期，美国的商用打算机市场终于开始发展起来了，仙童半导体公司、德州仪器公司（在1954年售出第一个硅晶体管）和IBM公司是当时最成熟的硬件和软件开拓商。

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