伊莱·惠特尼,Eli Whitney(1765年12月8日-1825年1月8日),出生于美国
马萨诸塞州殖民地韦斯特伯拉夫,毕业于
耶鲁大学,发明家、机械工程师、企业家。
在美国独立战争期间,伊莱·惠特尼加工过钉子、生产女帽饰针和男用手杖等,但很快也放弃了。1783年秋,伊莱·惠特尼离开农场继续学业。1789年3月,伊莱·惠特尼赴耶鲁大学深造。1792年,伊莱·惠特尼胜利完成学业。
1792年,伊莱·惠特尼设计出轧棉机。惠特尼于1793 年10月28日为他的轧棉机申请专利,并于1794年3月14日获得专利,但直到1807年专利权才得以生效。
1798年6月4日,惠特尼与美国政府签订制造1万支枪支的合同。由于传统枪支制作缓慢,惠特尼开创“标准化”
生产方式。1798年,惠特尼自制
铣床用于生产零件。1818年发明了第一台由水力驱动的铣床,从而使他的制造业向更加精确的方向迈进了新的一步。
1825年1月8日,伊莱·惠特尼逝世于康涅狄格州新哈芬。
人物生平
早年经历
伊莱·惠特尼于 1765 年 12 月 8 日出生于美国
马萨诸塞州殖民地韦斯特伯拉夫一个
中产阶级家庭,他是老伊莱·惠特尼四个孩子中的长子。惠特尼刚满12岁时,他的母亲伊丽莎白·费伊就去世了。他父亲经营一个小作坊,作坊里有一架
车床和很多工具,惠特尼从小就对制作东西感兴趣,一有时间就会钻进作坊里制作东西。在惠特尼12岁时就制作出一把
小提琴,而且也能演奏出乐曲。
职业经历
美国独立战争期间
在美国独立战争期间,伊莱·惠特尼在父亲的工场内安装一台锻炉加工钉子。在战争末期,伊莱·惠特尼转而生产女帽饰针和男用手杖。1783年秋,伊莱·惠特尼决心离开农场继续学业。由于父亲无法为他提供大学教育所需的昂贵学费,他便自筹学费。伊莱·惠特尼根据广告成功应聘附近一所学校的教师职位,并在以后的 3年里半工半读,用所得的薪水到莱斯特学院夏季班进修。
1789年-1804年
1789年3月,伊莱·惠特尼赴
耶鲁大学深造。1792年,顺利完成学业。伊莱·惠特尼毕业后,受到格林夫人的邀请,在她家暂住一段时间。在一次
宴会上,伊莱·惠特尼得知了当时在美国南方进行的从棉花中除掉
棉籽油的重要性。为了改进手工除棉籽的工作方式,在米勒的资助下,惠特尼仅用10天的时间就设计出了被美国人誉为“改变世界面貌的9项专利”的第一项——轧棉机。
惠特尼于1793 年10月28日为他的轧棉机申请专利,并于1794年3月14日获得专利,但直到1807年专利权才得以生效。由于轧棉机结构简单,很容易仿制。再加之惠特尼和米勒无法建造足够的轧棉机以满足大量的需求,这就促使其他制造商研制出新的轧棉机并开始销售。从1794年开始,惠特尼和合伙人米勒就纠缠于无止无休的诉讼和官司之中,但是几乎所有的官司都打输了。他于1804年与南卡罗米纳州达成一项协议,以五万五千美元的代价将轧花机的专利权卖给该 州。接着,北卡罗米纳州和
田纳西州也先后买下这项专利权。在专利权到期后,惠特尼两次向国会提出申请,要求延长专利权,但是均遭到拒绝。1809年,轧花机的秘密成为公共财富。
1798年-1818年
1798年6月4日,惠特尼与美国政府签订合同,保证在1799年9月30日以前完成4千支枪的交付,其余的需要在1800年9月30日以前交付。1798年,惠特尼自制
铣床用于生产零件,由于所有的模具、铸模、装架及其他工具都要由他一个人设计和制造,到1801年1月,惠特尼仍然没有交付一支枪。他来到
华盛顿哥伦比亚特区,向有关方面解释他的 “标准化”
生产方式的原理和可行性,得到国会进一步拨款以加快研究进度。到1809年1月终于完成了全部定额。之后的15年间,新成立的陆军军械部在所有契约中都指定要这种式样的轻武器装备,各州也纷纷同惠特尼签订制造滑膛枪的新合同。
1804年,惠特尼发明一种新型的
铣床,即“曲轴铣床”。1818年,他又发明了第一台由水力驱动的铣床,从而使他的制造业向更加精确的方向迈进了新的一步。
后期经历
1817 年,他与著名传教士乔纳森· 爱德华兹的孙女亨丽埃塔·爱德华兹结婚,并育有四个孩子。1825年1月8日,伊莱·惠特尼逝世于康涅狄格州新哈芬,享年59岁。
主要成果
发明轧棉机
惠特尼在格林夫人
佐治亚州的种植园逗留期间,制作出一台将短绒
陆地棉从种子中分离出来的机器,也就是最初的轧棉机。一台轧棉机每天可生产多达 55 磅(约25
千克)的清洁棉花。轧棉机的生产效率是单人的50多倍,这让当时以棉花种植为主要产业的
美国南部在经济上得到了巨大的发展。
可互换零件概念
财政部长奥利弗·沃尔科特Jr向惠特尼寄了一份“有关制造武器技术的外国小册子”,此后惠特尼开始首次谈论可互换的零件。惠特尼为了设法制造大规模的高质量可互换零件,不断调整和改进他的制造过程,在1812年前后的几年里,他最终实现了在批量生产枪械时使用可互换零件的目标。这些成就奠定了
美国工业制造领域的基础,让制造业得以实现规模化生产,并在其他领域推广使用可互换零件的理念。
科学管理思想
哈斯勒·惠特尼在早期科学管理思想方面的贡献主要有以下几个方面:
这些管理原则都是惠特尼对科学管理的最初探索,为后来的科学管理的产生奠定了基础。
铣床的发明
惠特尼是在制造枪械过程中发明了铣床。他于1798年开始构思并试制第一台铣床。他的设计主要是利用旋转的
铣刀来加工工件表面,实现高速、精度和重复性。他不断调整和改进铣床的设计。在1804年,他发明了一种新型的铣床,即“曲轴铣床”。这种铣床利用曲轴来带动铣刀的运动,使得加工更加精准,生产效率也得到了显著提高。曲轴铣床的设计在后来的工业制造中得到广泛应用。1818年发明第一台由水力驱动的铣床,从而使他的制造业向更加精确的方向迈进了新的一步。后来,标准化生产技术逐渐推广到整个机械制造工业中。其中,
芝加哥的麦克米克公司运用这项技术,生产出能够收割和打捆的
青饲料收获机,用来收割小麦、
大麦和燕麦。不久,汽车制造工业也采用了这种生产技术。
人物评价
他不是名扬四海的著名发明家,他也不是叱咤风云、指点江山的卓越政治家。然而,他对
美国早期历史发展的影响是巨大的,他发明的轧棉机迅速改变了南方的经济模式,他推行的可替换部件极大促进了北方的工业发展。他就是美国18世纪末19世纪初的发明家、机械师和制造商伊莱·惠特尼。(
华东师范大学 王寅评)
作为一个发明家,伊莱·惠特尼的天才不断闪耀出灿烂的光芒。伊莱·惠特尼去世后留下的是一个面貌日新月异的美国和发生巨大变化的农业,他奠定了大规模制造工业的基础,而这一工业联系着文明世界每一个农民和市民的生活。(G.G.坎农评)
在他有生之年,惠特尼无论怎样也不会想到他的发明对
美国历史进程的巨大形响。由于发明了轧花机,使得南方各州的经济依赖于棉花,从而导致了奴隶需求量的增加——这直接引发1861年的南北故争。同时,他所发明的生产工艺又帮助北部各州奠定了雄厚的工业基础,促使北方在那场波澜壮阔的战争中击败南方而保持了美国的统一与完整。这一切便是这个曾经靠生产铁钉和帽子别针创业的农家子弟所作出的历史性贡献。(《世界文化》评)
遗憾的是,惠特尼这位天才的发明能手在1825年就去世了。他没能料到,由于他的轧棉机的发明而得以延续的
美国南方奴隶制,竟酿成了震撼全球的
南北战争;他也没有想到,用他的体系制造的
来福枪,能够使这场战争成为美国历史上流血最多的一次战争。这大概与惠特尼慈悲为怀的本性是背道而驰的。(王庄林 评)
后世纪念
1900年,
哈斯勒·惠特尼的名字和事迹被选入美国名人纪念馆。
为了纪念惠特尼,在他的家乡
康涅狄格州纽黑文县的哈姆登小镇(Hamden)修建了伊莱•惠特尼博物馆。
耶鲁大学为纪念伊莱·惠特尼这位优秀的校友,将针对非传统学生的招生计划命名为Eli Whitney学生计划。