組立ライン

エアバスのハンブルク・フィンケンヴェルダー工場の最終組立ライン3にあるエアバスA321
ヒュンダイの自動車組立ライン

組立ライン(プログレッシブアセンブリとも呼ばれる)とは、未完成品がワークステーションからワークステーションへと直線的に移動され、部品が順次追加されていき、最終製品が完成するまで製造工程を指します。部品をワークステーションに機械的に移動し、未完成品をあるワークステーションから別のワークステーションに搬送することで、作業員が部品を固定された製品に運ぶよりも、より迅速かつ少ない労力で完成品を組み立てることができます。

組立ラインは、自動車やその他の輸送機器、家電製品、電子機器などの複雑な製品を組み立てるための一般的な方法です。

組立ラインの作業を担当する労働者はアセンブラーと呼ばれる。[ 1 ]

概念

2008年時点のロータスカーの組立ライン

組立ラインは、作業員、工具または機械、部品を順番に並べるように設計されています。作業員の動きは可能な限り最小限に抑えられています。すべての部品または組立品は、コンベア、フォークリフトなどの電動車両、または重力によって運ばれ、人力による運搬は行われません。重量物の持ち上げは、天井クレーンやフォークリフトなどの機械によって行われます。ジョブローテーション戦略が適用されない限り、各作業員は通常、1つの単純な作業を担当します。

ヘンリー・フォードによれば:

アセンブリの原則は次のとおりです。

(1)仕上げ工程中に各部品の移動距離が最短となるように、工具と作業員を作業順序に従って配置する。

(2)作業スライドまたは他の形態の運搬装置を使用して、作業者が作業を終えると、常に同じ場所(作業者の手に最も都合の良い場所)に部​​品を落とし、可能であれば重力で部品を次の作業者に運んでもらい、次の作業者に渡すようにします。

(3)組立部品を都合の良い距離で搬送できるスライディング組立ラインを使用する。[ 2 ]

組立ラインの設計は、組立ラインバランシング問題と呼ばれる、定評のある数学的な課題です。[ 3 ]この単純な組立ラインバランシング問題では、ワークピースに対して実行する必要がある一連のタスクを一連のワークステーションに割り当てることが目的です。各タスクの完了には、所定のタスク所要時間が必要です。ステーションへのタスクの割り当ては、通常、次の 2 つの制約によって制限されます。(1) 特定のタスクを開始する前に完了する必要がある他のタスクを示す先行グラフ (例: 穴を開ける前にネジを締めない)、および (2) ワークピースがコンベアベルトによって次のステーションに移動されるまでに各ワークステーションで完了できるタスク処理時間の合計を制限するサイクルタイムです。組立ラインの運用に関する主要な計画問題には、サプライチェーンの統合在庫管理生産スケジュールなどがあります。[ 4 ]

簡単な例

ウィリス・オーバーランド社のモーター組立ライン(オハイオ州トレド、1920年)

自動車の組み立てを考えてみましょう。組み立てラインには、エンジンの取り付け、ボンネットの取り付け、ホイールの取り付け(この順序で、任意の中間ステップを含む)という工程があり、これらの工程のうち一度に実行できるのは1つだけです。従来の生産方式では、一度に組み立てられる自動車は1台だけです。エンジンの取り付けに20分、ボンネットの取り付けに5分、ホイールの取り付けに10分かかるとすると、35分ごとに自動車1台を生産できます。

組立ラインでは、自動車の組立は複数のステーションに分かれており、すべてのステーションが同時に作業を行います。あるステーションで自動車の組立が完了すると、次のステーションに渡します。ステーションを3つにすることで、3台の自動車を同時に作業することができ、それぞれ異なる組立段階の自動車を稼働させることができます。

1両目の作業が完了すると、エンジン搭載作業員は2両目の作業を開始できます。エンジン搭載作業員が2両目の作業を行っている間、1両目はボンネットステーションへ移動し、ボンネットを取り付けます。その後、車輪ステーションへ移動し、車輪を取り付けます。2両目にエンジンが搭載されると、2両目はボンネット組立へ移動します。同時に、3両目はエンジン組立へ移動します。3両目のエンジン搭載が完了すると、3両目はボンネットステーションへ移動します。その間に、後続の車両(もしあれば)はエンジン搭載ステーションへ移動します。

あるステーションから別のステーションに車を移動する際に時間のロスがないと仮定すると、組み立てラインの最長の段階によってスループット(エンジンの取り付けに 20 分)が決まり、35 分かかっている最初の車が製造された後は、20 分ごとに車を製造できるようになります。

歴史

産業革命以前は、ほとんどの工業製品は一つ一つ手作業で作られていました。一人の職人、あるいは職人チームが製品の各部品を製作していました。彼らはそれぞれの技術と、やすりナイフなどの道具を用いて個々の部品を製作しました。そして、それらを最終製品へと組み立て、部品がぴったりと合い、互いに機能するまで試行錯誤を繰り返しました(工芸生産)。

分業は古代ギリシャ中国、その他の古代文明で実践されていました。古代ギリシャではプラトンクセノポンが論じていました。[ 5 ]アダム・スミスは著書『国富論』 (1776年出版)の中で、ピン製造における分業について長々と論じています。

1104年頃に建設されたヴェネツィア造船所は生産ラインに似た仕組みで運営されていました。船は運河を下り、通過する様々な工場で艤装が施されました。16世紀初頭のピーク時には造船所は約1万6000人の従業員を雇用し、1日にほぼ1隻の船を建造できたとされています。また、標準化された部品を用いて、新造のガレー船の艤装、武装、補給までを、組立ライン方式で行っていました。造船所は産業革命初期まで存続しましたが、生産ライン方式は当時でもまだ一般的ではありませんでした。

産業革命

産業革命は製造業と発明の急増をもたらした。繊維銃器時計[ 6 ]馬車鉄道機関車、ミシン自転車など、多くの産業において、19世紀には材料の取り扱い、機械加工、組立技術が飛躍的に向上したが、産業工学物流といった近代的な概念はまだ存在していなかった。

滑車ブロックは、19 世紀初頭にポーツマス ブロック工場で完全に自動化された最初の製造製品でした。

オリバー・エヴァンスが1785年に建造した自動製粉機は、ロー(1916年)によって近代的なバルクマテリアルハンドリングの始まりと評されました。エヴァンスの製粉機は、革ベルト式バケットエレベーター、スクリューコンベア、キャンバスベルトコンベアなどの機械装置を用いて小麦粉製造工程を完全に自動化しました。この革新は他の製粉所や醸造所にも広がりました。[ 7 ] [ 8 ]

直線的で連続的な組立工程の最も初期の産業例は、おそらく1801年から1803年にかけて建設されたポーツマス・ブロック・ミルズであろう。マーク・イザムバード・ブルネルイザムバード・キングダム・ブルネルの父)は、ヘンリー・モーズリーらの協力を得て、イギリス海軍が使用する索具ブロックの部品を製造するための22種類の工作機械を設計した。この工場は非常に成功したため、1960年代まで操業を続け、その作業場は今でもポーツマスHMドックヤードに残っており、当時の機械の一部が今も残っている。[ 9 ]

ブリッジウォーター鋳造所は、材料の取り扱いを容易にするために設計された、ほぼ近代的な工場レイアウトの最も初期の例の一つです。工場の敷地はブリッジウォーター運河リバプール・アンド・マンチェスター鉄道に接していました。建物は一列に配置され、作業物を運ぶための鉄道が建物の間を走っていました。クレーンを使用して、時には数十トンにもなる重い作業物を持ち上げました。作業は、骨組みの組み立て、最終組み立てへと順番に進められました。[ 10 ]

1839年に撮影されたブリッジウォーター鋳造所は、ほぼ現代的なレイアウト、ワークフロー、材料処理システムを採用した最も初期の工場の1つです。

最初のフロー組立ラインは、イギリスのサフォークレイストンにあるリチャード・ギャレット&サンズ社のレイストン工場で、ポータブル蒸気エンジンの製造のために開始されました。組立ラインエリアはその長さから「ロングショップ」と呼ばれ、1853年初頭には完全に稼働していました。ボイラーは鋳造所から運ばれ、ラインの始点に置かれ、建物内を進むにつれて、さまざまな段階で停止し、新しい部品が追加されました。他の部品が作られる上層階からは、軽量の部品がバルコニーから降ろされ、1階の機械に固定されました。機械がショップの端に到達すると、完成しました。[ 11 ]

交換可能な部品

19世紀初頭には、ねじ切り旋盤金属プレーナー、フライス盤などの工作機械や、具による工具経路制御の開発により、交換可能な部品が実用的な現実となり、現代の組立ラインの前提条件が整った。[ 12 ]

19世紀後半の蒸気および電気コンベア

蒸気動力のコンベアリフトは、 19世紀最後の四半期に船の積み下ろしに使用され始めました。[ 13 ]ハウンシェル(1984)は、 1885年頃の缶詰工場の充填ラインで缶を移動させる電動コンベアのスケッチを示しています。

シカゴの食肉加工産業は、1867年にアメリカで初めて導入された産業用組立ライン(または分解ライン)の一つと考えられています。[ 14 ]作業員は固定された作業場に立ち、滑車システムによって食肉が各作業員の元へ運ばれ、作業員は1つの作業を完了しました。ヘンリー・フォードをはじめとする人々は、この屠殺場の慣行がフォード・モーター社のその後の発展に与えた影響について記しています。[ 15 ]

20世紀

フォードの組立ライン、1913年。マグネトー組立ラインが最初のものだった。[ 16 ] [ 17 ]
1913年、モデルTのシャーシにボディをマウントする実験。フォードは、装置を恒久的に設置する前に、手順を最適化するために様々な組立方法をテストしました。実際の組立ラインでは、ボディのマウントにオーバーヘッドクレーンが使用されました。
フォード モデル T の組立ライン 1919 年頃)
フォード モデル T の組立ライン 1924 年頃)
フォードの組立ライン 1930年頃)
フォードの組立ライン、 1947年頃

ドムによれば、自動車の大量生産を組立ラインで実現したのはランサム・オールズで、彼はそれを用いて最初の大量生産自動車であるオールズモビル・カーブド・ダッシュを製造した。[ 18 ]オールズは組立ラインのコンセプトの特許を取得し、 1901年にオールズ・モーター・ビークル・カンパニーの工場でそれを運用した。 [ 19 ]

フォード・モーター社では、シカゴにあるスウィフト・アンド・カンパニーの屠畜場を視察し、コンベア上を流れる屠畜体を解体する「解体ライン」と呼ばれる作業を見学したウィリアム・「パ」・クランが、この組立ラインを導入した。作業員が他の作業場に移動することなく、同じ部品を何度も取り出す作業の効率性が彼の注目を集めた。彼はこのアイデアを、後にフォード社の生産部門の責任者となるピーター・E・マーティンに報告した。マーティンは当初懐疑的だったものの、導入を勧めた。フォード社内の他の社員もこのアイデアをヘンリー・フォードに提案したと主張しているが、パ・クランの屠畜場に関する発見はヘンリー・フォード博物館[ 20 ]などのアーカイブに詳細に記録されており、彼は現代の自動化組立ラインのコンセプトに大きく貢献した人物である。フォードは、1906年頃にシアーズ高度に自動化された40エーカーの通信販売処理施設を視察しており、その効果を高く評価していた。フォードでは、このプロセスは、工場ピーター・E・マーティン、マーティンの助手チャールズ・E・ソレンセンクラレンス・W・エイブリー、製図工兼工具製作者のC・ハロルド・ウィルス、チャールズ・エベンダー、そしてヨージェフ・ガラムからなるチームの試行錯誤[17]によって進化していった。こうした発展の基礎の一部は、ウォルター・フランダースが1908年までフォードで行っていた 工作機械の配置に関するインテリジェントなレイアウトによって築かれたばかりであった。

移動組立ラインはフォード・モデルT用に開発され、1913年10月7日にハイランドパーク・フォード工場で稼働を開始した。[ 21 ] [ 22 ]その後も、時間と動作の研究を使って進化を続けた。[ 17 ]コンベアベルトで駆動する組立ラインは、工程を45のステップに分割することで、モデルTの生産時間をわずか93分に短縮した。[18 ]当時塗料が乾くよりも速く自動車を生産したこのライン、世界に計り知れない影響を与えた

1922年、フォードは(ゴーストライターのクロウザーを通じて)1913年の組立ラインについて次のように述べた。

これはおそらく初めて設置された移動ラインだと思います。このアイデアは、シカゴのパッカーが牛肉の解体に使う頭上トロリーから着想を得たものです。[ 24 ]

チャールズ・E・ソレンセンは、1956 年の回想録『フォードでの 40 年間』の中で、個々の「発明家」についてではなく、産業工学の漸進的かつ論理的な発展について、別のバージョンの発展を提示しました。

フォードで確立されたのは、作業を一人の労働者から別の労働者へと移管し、それが一つの完成品になるまで作業を進め、その後、これらのユニットの流れを適切な時間と場所に調整し、完成品を生み出す可動式の最終組立ラインへと移管するという手法でした。これらの原則の一部は以前にも用いられていましたが、大量生産と自動化への強化という直結した流れは、1908年から1913年にかけてフォード・モーター・カンパニーで確立されたものに直接由来しています。ヘンリー・フォードは一般に大量生産の父とみなされていますが、そうではありません。彼は大量生産の推進者でした。[ 25 ]

これらの方法の進歩の結果、フォードの自動車は3分間隔、つまり1分間に6フィートの速度でラインオフするようになりました。[ 26 ]これは以前の方法よりもはるかに高速で、生産量は8倍に増加しました(作業前12.5時間、作業後1時間33分)。しかも、必要な人員は削減されました。[ 6 ]この方法は非常に成功したため、塗料がボトルネックとなりました。速乾性の黒漆しか使えなかったため、フォードは1914年以前に提供していた色の種類を絞り込む必要に迫られました。しかし、1926年に速乾性のデュコラッカー が開発されるまでは、この方法は使えませんでした。[ 6 ]

組立ライン技術は、自動車がアメリカ社会に普及する上で不可欠な要素でした。生産コストの低下により、モデルTの価格はアメリカの中流階級の予算内で収まりました。1908年、モデルTの価格は約825ドルでしたが、1912年には約575ドルまで下がりました。この値下げは、2000年のドル換算で15,000ドルから10,000ドルへの値下げに相当します。1914年には、組立ラインの労働者は4ヶ月分の給料でモデルTを購入できました。[ 6 ]

フォードの複雑な安全手順、特に各労働者を自由に動き回らせるのではなく特定の場所に配置することで、負傷率が劇的に減少しました。高賃金と高効率の組み合わせは「フォーディズム」と呼ばれ、ほとんどの主要産業に模倣されました。組立ラインによる効率性の向上は、アメリカの経済発展と同時期に起こりました。組立ラインは労働者に一定のペースと非常に反復的な動作を強いることで、他の国々が生産性の低い方法を採用していたのに対し、労働者一人当たりの生産性を高めました。

自動車業界では、その成功は圧倒的なものであり、瞬く間に世界中に広まりました。1911年にはフランス・フォードとイギリス・フォード、1923年にはデンマーク・フォード、1925年にはドイツ・フォードと日本フォードが、そして1919年にはバルカン(ランカシャー州サウスポート)がヨーロッパ初の国産車メーカーとしてこの方式を採用しました。間もなく、各社は組立ラインを持たなければ競争力を失い倒産の危機に瀕しました。1930年までに、組立ラインを持たない250社が消滅しました。[ 6 ]

第二次世界大戦における軍事装備の膨大な需要は、造船と航空機製造における組立ライン技術の発展を促しました。数千隻のリバティ船がプレハブ工法を多用して建造され、船の組立は数週間、あるいは数日で完了しました。1939年にはアメリカ軍向けに3,000機にも満たない航空機を製造したアメリカの航空機メーカーでしたが、第二次世界大戦中には30万機以上の航空機を製造しました。ヴァルティー社は航空機製造における動力組立ラインの先駆者であり、他の企業もすぐに追随しました。フォード社、 [ 17 ] 、GM社、そして国防諮問委員会で勤務したウィリアム・S・クヌーセンは、「我々が勝利したのは、敵がかつて見たことも、夢にも思わなかったような大量生産で敵を圧倒したからである」と述べています。[ 27 ] [ 28 ]

労働条件の改善

ヘンリー・フォードは1922年の自伝[ 2 ]の中で、組立ラインの利点として以下を挙げている。

  • 作業員は重いものを持ち上げる作業は行いません。
  • かがんだり、屈んだりしないでください。
  • 特別な訓練は必要ありません。
  • ほとんど誰でもできる仕事はあります。
  • 移民に雇用を提供した。

生産性の向上により、フォードは従業員の組立ラインでの勤務期間が3年に達した時点で、1日あたり1ドル50セントから5ドルに賃金を引き上げることができた。フォードはその後も、モデルTの価格を継続的に引き下げながら、週当たりの労働時間を削減し続けた。これらの目標は一見利他的な目標のように見えるが、フォードが従業員の離職率の高さを抑えるために実施したという主張もある。1913年に組立ラインが導入された際、「工場の人員を100人増やしたいと思ったら、963人を雇用する必要があった」ことが判明した。これは、組立ラインに対する自然な嫌悪感を解消するためだったと思われる。[ 29 ]

社会学的な問題

社会学的研究では、多くの労働者が一日中同じ専門的な仕事を繰り返すことで感じる社会的疎外感退屈さが研究されてきた。 [ 30 ]

カール・マルクスは疎外理論において、労働者が仕事への満足感を得るためには、自らが創造した物の中に自分自身を見る必要がある、つまり、生産物は「労働者が自らの本質を映し出す鏡」であるべきだという信念を示した。マルクスは、労働を人々が人格の側面を外在化する機会と捉えた。マルクス主義者は、反復的で専門的な作業をこなすことは、労働者が日々行っていること、真の自分、そして理想的には社会に貢献できることとの間に乖離感を生み出すと主張する。さらに、マルクスはこれらの専門職を不安定なものと見なした。なぜなら、コストが上昇し、技術がより高価な人間の労働力を代替できるようになると、労働者はすぐに使い捨てになってしまうからである。[ 31 ]

労働者は何時間も同じ場所に立ち、1日に何百回も同じ動作を繰り返さなければならないため、反復性ストレス障害(RSI)は労働安全衛生上の問題となり得る。産業騒音もまた危険であることが判明した。騒音がそれほど高くない場合、労働者はしばしば会話を禁じられていた。LIP工場の熟練労働者であったシャルル・ピアジェは、会話を禁じられていただけでなく、半熟練労働者はわずか25センチメートルしか動けなかったと回想している。[ 32 ]その後、産業人間工学は身体的外傷を最小限に抑えることを目指した。

参照

参考文献

脚注

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引用文献

さらに読む

  • ブーザー、ケイティ、グラハム・ラフ著「組立ライン」『科学技術と社会:生徒主導の探究』(2020年)。オンライン
  • Grzechca, Waldemar編『組立ライン:理論と実践』(2011)オンライン
  • ハウンシェル, DA「第二次世界大戦後のアメリカ自動車産業における自動化、トランスファーマシン、そして大量生産」『エンタープライズ&ソサエティ:国際ビジネス史ジャーナル』(2000年)1(1), 100–138. doi:10.1093/es/1.1.100
  • ハイド、チャールズ・K.「組立ライン建築:アルバート・カーンと米国自動車工場の進化、1905-1940年」IA. 産業考古学協会誌22巻2号、1996年、5-24頁。JSTOR  40968351
  • ユルゲンス、ウルリッヒ。「自動化と生産性および労働者への影響:自動車産業の歴史からの教訓」ワイゼンバウム・ジャーナル・オブ・ザ・デジタル・ソサエティ5.2(2025年)。オンライン
  • ワトソン、ダニエル。「フォーディズム:レビュー・エッセイ」労働史60.2(2018年):144-159。オンライン
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  • ウィルソン、ジェームズ・M、アラン・マッキンレイ。「組立ラインの再考:フォード・モーター・カンパニーにおける組織、業績、生産性、1908~1927年頃」ビジネス・ヒストリー誌52.5号(2010年):760-778ページ。https://doi.org/10.1080/00076791.2010.499425