Τα εναλλάξιμα εξαρτήματα είναι ίσως μια από τις μεγαλύτερες και λιγότερο συζητημένες εφευρέσεις μηχανικής. Αυτά είναι εξαρτήματα που έχουν σχεδιαστεί για να χωρούν σε οποιαδήποτε συσκευή του ίδιου τύπου, αντί να έχουν σχεδιαστεί για ένα συγκεκριμένο αντικείμενο, και έφεραν επανάσταση στον κόσμο της κατασκευής. Με την ανάπτυξή τους τέθηκαν οι βάσεις για τη μαζική παραγωγή και διανομή και γεννήθηκε η Βιομηχανική Επανάσταση.
Οι περισσότεροι άνθρωποι θεωρούν δεδομένα τα εναλλάξιμα εξαρτήματα. Όταν ένα αυτοκίνητο χαλάει, για παράδειγμα, οι οδηγοί γνωρίζουν ότι μπορούν να παραγγείλουν ανταλλακτικά και να τα τοποθετήσει ένας μηχανικός. Αυτά τα εξαρτήματα κατασκευάζονται σε μια κεντρική μονάδα παραγωγής και αποθηκεύονται μέχρι να χρειαστούν και χωρούν σε όλα τα αυτοκίνητα της ίδιας μάρκας, μοντέλου και έτους. Συχνά, οι κατασκευαστές τυποποιούν ακόμη και ανταλλακτικά σε πολλά μοντέλα και χρόνια για να κάνουν τα ανταλλακτικά ακόμα πιο εύκολη στην πρόσβαση.
Πριν από τα τέλη του 1700, κάτι τέτοιο θα ήταν αδιανόητο. Κάθε κατασκευασμένο αντικείμενο, από ρολόγια μέχρι άμαξες, ήταν φτιαγμένο στο χέρι, με εξαρτήματα μοναδικά κατασκευασμένα για το συγκεκριμένο αντικείμενο. Εάν το αντικείμενο έσπασε, έπρεπε να μεταφερθεί σε έναν ειδικευμένο τεχνίτη για επισκευή και αυτός ο τεχνίτης είτε θα επισκεύαζε το κατεστραμμένο μέρος είτε θα κατασκεύαζε ένα νέο. Αυτή ήταν μια δαπανηρή και χρονοβόρα διαδικασία και πολλά χειροποίητα προϊόντα είχαν αναξιόπιστα ρεκόρ απόδοσης. Τα πυροβόλα, για παράδειγμα, θα μπορούσαν εύκολα να εκτοξευθούν ή να δημιουργήσουν άλλα προβλήματα στη λειτουργία τους.
Στα τέλη του 1700, αρκετοί κατασκευαστές όπλων είχαν την ιδέα να κατασκευάσουν όπλα με εναλλάξιμα εξαρτήματα. Σε μια αξιοσημείωτη επίδειξη, ο Eli Whitney έφερε δέκα όπλα στο Κογκρέσο των Ηνωμένων Πολιτειών, τα έσπασε στα συστατικά μέρη τους, ανακάτεψε τα εξαρτήματα και στη συνέχεια τα έβαλε ξανά μαζί. Η επίδειξή του απέδειξε ότι ήταν δυνατό να κατασκευαστούν εξαρτήματα που ήταν πραγματικά εναλλάξιμα και απέδειξε τα σαφή πλεονεκτήματά τους: όταν ένα όπλο απέτυχε στο πεδίο, αντί να το στείλει για επισκευή, ένας στρατιώτης μπορούσε γρήγορα να αντικαταστήσει ένα εξάρτημα που έλειπε ή είχε καταστραφεί και να συνεχίσει. μαχητικός.
Η Whitney απέτυχε να κάνει το επόμενο λογικό βήμα, το οποίο θα ήταν η επινόηση εξοπλισμού για την κατασκευή αυτών των εξαρτημάτων σε εργοστασιακή γραμμή. Τα όπλα του κατασκευάστηκαν στο χέρι από έμπειρους οπλουργούς. Ωστόσο, ο John Hall, ο Simeon North και ο Eli Terry έκαναν αυτό το βήμα, αναπτύσσοντας εξοπλισμό που θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για τη μαζική παραγωγή προϊόντων. Σήμερα, η ιδέα φαίνεται εντελώς ασυνήθιστη και αρκετά λογική, αλλά δεν ήταν τίποτα λιγότερο από ένα θαύμα για τον κόσμο της βιομηχανίας.