เทคโนโลยีที่ช่วยเพิ่มผลผลิตคือ นวัตกรรมทางเทคโนโลยีที่เคยช่วยเพิ่มผลผลิต มาแล้วใน อดีต

โดยทั่วไปแล้ว ประสิทธิภาพการผลิตจะวัดจากอัตราส่วนของผลผลิต (โดยรวม) ต่อปัจจัยนำเข้า (โดยรวม) ในการผลิตสินค้าและบริการ^{[ 1 ]} ประสิทธิภาพการผลิตจะเพิ่มขึ้นเมื่อลดปริมาณแรงงานทุน พลังงาน หรือวัสดุที่ใช้ในการผลิตสินค้าและบริการทางเศรษฐกิจในปริมาณที่กำหนด การเพิ่มขึ้นของประสิทธิภาพการผลิตเป็นสาเหตุหลักที่ทำให้ มาตรฐานการครองชีพต่อหัวเพิ่มขึ้น

เทคโนโลยีที่ช่วยเพิ่มผลผลิตมีมาตั้งแต่สมัยโบราณ โดยมีความก้าวหน้าค่อนข้างช้าจนกระทั่งถึงปลายยุคกลาง ตัวอย่างที่สำคัญของเทคโนโลยีของยุโรปในยุคต้นถึงยุคกลาง ได้แก่ กังหา นน้ำปลอกคอสำหรับม้าเครื่องปั่นด้าย ระบบสามแปลง (หลังปี 1500 เป็นระบบสี่แปลง—ดูการหมุนเวียนพืชผล ) และเตาหลอมเหล็ก^{[ 2 ]}

ความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีได้รับการสนับสนุนจากการรู้หนังสือและการแพร่กระจายความรู้ที่เร่งตัวขึ้นหลังจากกงล้อปั่นด้ายแพร่กระจายไปยังยุโรปตะวันตกในศตวรรษที่ 13 กงล้อปั่นด้ายช่วยเพิ่มปริมาณเศษผ้าที่ใช้ทำเยื่อกระดาษซึ่งเทคโนโลยีนี้ไปถึงซิซิลีในช่วงศตวรรษที่ 12 กระดาษราคาถูกเป็นปัจจัยหนึ่งในการพัฒนาแท่นพิมพ์แบบตัวอักษรเคลื่อนที่ ซึ่งนำไปสู่การเพิ่มขึ้นอย่างมากของจำนวนหนังสือและชื่อเรื่องที่ตีพิมพ์^{[ 3 ] [ 4 ]} ในที่สุดหนังสือเกี่ยวกับวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีก็เริ่มปรากฏขึ้น เช่น คู่มือทางเทคนิคการทำเหมืองDe Re Metallicaซึ่งเป็นหนังสือเทคโนโลยีที่สำคัญที่สุดในศตวรรษที่ 16 และเป็นตำราเคมีมาตรฐานสำหรับอีก 180 ปีต่อมา^{[ 5 ]}

ฟรานซิส เบคอน (1561–1626) เป็นที่รู้จักในฐานะผู้คิดค้นวิธีการทางวิทยาศาสตร์ซึ่งเป็นปัจจัยสำคัญในการปฏิวัติวิทยาศาสตร์เบคอนกล่าวว่าเทคโนโลยีที่ทำให้ยุโรปในยุคของเขาแตกต่างจากยุคกลางคือกระดาษและการพิมพ์ ดินปืน และเข็มทิศแม่เหล็ก ซึ่งรู้จักกันในชื่อสิ่งประดิษฐ์ที่ยิ่งใหญ่ทั้งสี่ซึ่งมีต้นกำเนิดในประเทศจีน^{[ 6 ]} สิ่งประดิษฐ์ อื่นๆของจีนได้แก่ ปลอกคอม้า เหล็กหล่อ คันไถที่ได้รับการปรับปรุง และเครื่อง หยอดเมล็ด

เทคโนโลยีการทำเหมืองและการกลั่นโลหะมีบทบาทสำคัญในความก้าวหน้าทางเทคโนโลยี ความเข้าใจพื้นฐานทางเคมีของเราส่วนใหญ่พัฒนามาจากการถลุงและกลั่นแร่ โดยDe re metallicaเป็นตำราเคมีชั้นนำ^{[ 5 ]} ทางรถไฟพัฒนามาจากรถเข็นในเหมืองและเครื่องยนต์ไอน้ำเครื่องแรกได้รับการออกแบบมาโดยเฉพาะสำหรับการสูบน้ำจากเหมือง ความสำคัญของเตาหลอมเหล็กนั้นไปไกลกว่าความสามารถในการผลิตเหล็กหล่อในปริมาณมาก เตาหลอมเหล็กเป็นตัวอย่างแรกของการผลิตแบบต่อเนื่องและเป็น กระบวนการ แลกเปลี่ยนแบบสวนทางซึ่งหลายประเภทยังคงใช้ในปัจจุบันในอุตสาหกรรมเคมีและการกลั่นปิโตรเลียม การเป่า ลมร้อนซึ่งเป็นการนำความร้อนเหลือทิ้ง กลับมาใช้ใหม่ เป็นหนึ่งในเทคโนโลยีสำคัญของวิศวกรรม มีผลทันทีในการลดพลังงานที่จำเป็นในการผลิตเหล็กดิบลงอย่างมาก แต่การนำความร้อนกลับมาใช้ใหม่ในที่สุดก็ถูกนำไปใช้ในอุตสาหกรรมต่างๆ โดยเฉพาะอย่างยิ่งหม้อไอน้ำ สารเคมี การกลั่นปิโตรเลียม และเยื่อกระดาษและกระดาษ

ก่อนศตวรรษที่ 17 ความรู้ทางวิทยาศาสตร์มักจะอยู่ภายในชุมชนทางปัญญา แต่ในเวลานั้นความรู้ดังกล่าวได้เข้าถึงสาธารณชนในสิ่งที่เรียกว่า "วิทยาศาสตร์แบบเปิด" ^{[ 7 ]} ใกล้ช่วงเริ่มต้นของการปฏิวัติอุตสาหกรรม มีการตีพิมพ์Encyclopédieซึ่งเขียนโดยผู้มีส่วนร่วมจำนวนมากและเรียบเรียงโดยDenis DiderotและJean le Rond d'Alembert (1751–72) Encyclopédie ประกอบด้วยบทความมากมายเกี่ยวกับวิทยาศาสตร์และเป็นสารานุกรมทั่วไปฉบับแรกที่ให้ข้อมูลเชิงลึกเกี่ยวกับศิลปะเชิงกล แต่เป็นที่รู้จักกันดีกว่าในด้านการนำเสนอความคิดของยุคเรืองปัญญา

โดยทั่วไปแล้วนักประวัติศาสตร์เศรษฐกิจเห็นพ้องกันว่า ยกเว้นบางกรณี เช่นเครื่องจักรไอน้ำไม่มีความเชื่อมโยงที่แข็งแกร่งระหว่างการปฏิวัติวิทยาศาสตร์ในศตวรรษที่ 17 (เดส์การ์ต นิวตัน ฯลฯ) กับการปฏิวัติอุตสาหกรรม^{[ 7 ]}อย่างไรก็ตาม กลไกสำคัญในการถ่ายทอดความรู้ทางเทคนิคคือสมาคมวิทยาศาสตร์ เช่น ราชสมาคมแห่งลอนดอนเพื่อการพัฒนาความรู้ทางธรรมชาติ หรือที่รู้จักกันดีในชื่อราชสมาคมและสถาบันวิทยาศาสตร์ นอกจากนี้ยังมีวิทยาลัยเทคนิค เช่น โรงเรียนโพลีเทคนิค สก็อตแลนด์เป็นสถานที่แรกที่มีการสอนวิทยาศาสตร์ (ในศตวรรษที่ 18) และเป็นที่ที่โจเซฟ แบล็กค้นพบความจุความร้อนและความร้อนแฝงและที่ที่เจมส์ วัตต์ เพื่อนของเขา ใช้ความรู้เกี่ยวกับความร้อนเพื่อคิดค้นคอนเดนเซอร์แยกต่างหากเป็นวิธีการปรับปรุงประสิทธิภาพของเครื่องจักรไอน้ำ^{[ 8 ]}

ช่วงเวลาแรกในประวัติศาสตร์ที่สามารถสังเกตเห็นความก้าวหน้าทางเศรษฐกิจได้หลังจากผ่านไปหนึ่งชั่วอายุคนน่าจะเป็นช่วงการปฏิวัติเกษตรกรรมของอังกฤษในศตวรรษที่ 18 ^{[ 9 ]} อย่างไรก็ตาม ความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีและเศรษฐกิจไม่ได้ดำเนินไปในอัตราที่สำคัญจนกระทั่งการปฏิวัติอุตสาหกรรมของอังกฤษในช่วงปลายศตวรรษที่ 18 และถึงกระนั้นผลผลิตก็เติบโตเพียงประมาณ 0.5% ต่อปี การเติบโตของผลผลิตที่สูงเริ่มขึ้นในช่วงปลายศตวรรษที่ 19 ซึ่งบางครั้งเรียกว่าการปฏิวัติอุตสาหกรรมครั้งที่สองนวัตกรรมที่สำคัญส่วนใหญ่ของการปฏิวัติอุตสาหกรรมครั้งที่สองนั้นอยู่บนพื้นฐานของความเข้าใจทางวิทยาศาสตร์สมัยใหม่เกี่ยวกับเคมีทฤษฎีแม่เหล็กไฟฟ้าและอุณหพลศาสตร์รวมถึงหลักการอื่นๆ ที่เป็นที่รู้จักในวิชาชีพวิศวกรรม

ก่อนการปฏิวัติอุตสาหกรรม แหล่งพลังงานเพียงอย่างเดียวคือน้ำ ลม และแรงกล้ามเนื้อ แหล่งพลังงานน้ำที่ดีส่วนใหญ่ในยุโรป (ที่ไม่ต้องใช้เขื่อนขนาดใหญ่แบบสมัยใหม่) ได้รับการพัฒนาในช่วงยุคกลาง ในช่วงทศวรรษที่ 1750 จอห์น สมีตัน "บิดาแห่งวิศวกรรมโยธา" ได้ปรับปรุงประสิทธิภาพของกังหานน้ำอย่างมีนัยสำคัญโดยการประยุกต์ใช้หลักการทางวิทยาศาสตร์ ซึ่งเป็นการเพิ่มพลังงานที่จำเป็นอย่างมากสำหรับการปฏิวัติอุตสาหกรรม^{[ 10 ]} อย่างไรก็ตาม กังหานน้ำยังคงมีราคาแพง ประสิทธิภาพค่อนข้างต่ำ และไม่เหมาะกับเขื่อนพลังงานขนาดใหญ่มาก นัก กังหานที่มีประสิทธิภาพสูงของ เบอนัวต์ ฟูร์เนย์รอนซึ่งพัฒนาขึ้นในช่วงปลายทศวรรษที่ 1820 ในที่สุดก็เข้ามาแทนที่กังหานน้ำ กังหานแบบฟูร์เนย์รอนสามารถทำงานได้ที่ประสิทธิภาพ 95% และใช้ในโรงไฟฟ้าพลังน้ำขนาดใหญ่ในปัจจุบัน พลังงานน้ำยังคงเป็นแหล่งพลังงานอุตสาหกรรมชั้นนำในสหรัฐอเมริกาจนถึงช่วงกลางศตวรรษที่ 19 เนื่องจากมีแหล่งพลังงานมากมาย แต่พลังงานไอน้ำได้แซงหน้าพลังงานน้ำในสหราชอาณาจักรหลายทศวรรษก่อนหน้านั้น^{[ 11 ]}

ในปี ค.ศ. 1711 ได้มีการติดตั้ง เครื่องจักรไอน้ำ Newcomenเพื่อสูบน้ำจากเหมือง ซึ่งโดยปกติแล้วงานนี้จะทำโดยใช้ม้าจำนวนมาก โดยบางเหมืองใช้ม้ามากถึง 500 ตัว สัตว์จะเปลี่ยนอาหารให้เป็นพลังงานด้วยประสิทธิภาพประมาณ 5% แต่ถึงแม้ว่าจะมีประสิทธิภาพมากกว่าเครื่องจักร Newcomen รุ่นแรกซึ่งมีประสิทธิภาพน้อยกว่า 1% มาก แต่ในเหมืองถ่านหินนั้นมีถ่านหินคุณภาพต่ำและมีมูลค่าทางการตลาดน้อย พลังงาน จากเชื้อเพลิงฟอสซิลแซงหน้าพลังงานจากสัตว์และน้ำทั้งหมดเป็นครั้งแรกในปี ค.ศ. 1870 บทบาทของพลังงานและเครื่องจักรที่เข้ามาแทนที่แรงงานทางกายภาพนั้นได้มีการกล่าวถึงใน Ayres-Warr (2004, 2009) ^{[ 12 ] [ 13 ]}

แม้ว่าจะมีการใช้เรือกลไฟในบางพื้นที่ แต่จนถึงปลายศตวรรษที่ 19 คนงานหลายพันคนยังคงลากเรือบรรทุกสินค้าอยู่ จนกระทั่งถึงปลายศตวรรษที่ 19 การขุดถ่านหินและแร่ธาตุอื่นๆ ส่วนใหญ่ใช้จอบและพลั่ว และการเก็บเกี่ยวพืชผลและการนวดเมล็ดพืชใช้พลังงานจากสัตว์หรือแรงงานคน การขนส่งของหนัก เช่น ฝ้ายหนัก 382 ปอนด์ ต้องใช้รถเข็นมือจนถึงต้นศตวรรษที่ 20

การขุดดินทำด้วยพลั่วจนกระทั่งปลายศตวรรษที่ 19 เมื่อมีการนำรถขุดไอน้ำมาใช้ มีรายงานว่าคนงานในส่วนตะวันตกของคลองอีรีคาดว่าจะขุดได้ 5 ลูกบาศก์หลาต่อวันในปี 1860 อย่างไรก็ตาม ในปี 1890 คาดว่าจะขุดได้เพียง 3-1/2 ลูกบาศก์หลาต่อวันเท่านั้น^{[ 16 ]}รถขุดไฟฟ้าขนาดใหญ่ในปัจจุบันมีถังที่สามารถบรรจุได้ 168 ลูกบาศก์เมตร (220 ลูกบาศก์หลา) และใช้พลังงานเทียบเท่ากับเมืองที่มีประชากร 100,000 คน^{[ 17 ]}

ไดนาไมต์ซึ่งเป็นส่วนผสมที่ปลอดภัยในการใช้งานของไนโตรกลีเซอรีนและดินเบาได้รับการจดสิทธิบัตรในปี 1867 โดยอัลเฟรด โนเบลไดนาไมต์ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพในการทำเหมือง การขุดอุโมงค์ การสร้างถนน การก่อสร้าง และการรื้อถอน และทำให้โครงการต่างๆ เช่น คลองปานามา เป็นไปได้

พลังงานไอน้ำถูกนำมาใช้กับเครื่องนวดข้าวในช่วงปลายศตวรรษที่ 19 มีเครื่องยนต์ไอน้ำที่เคลื่อนที่ไปมาบนล้อด้วยกำลังของตัวเอง ซึ่งใช้สำหรับจ่ายพลังงานชั่วคราวให้กับอุปกรณ์การเกษตรแบบอยู่กับที่ เช่น เครื่องนวดข้าว เครื่องจักรเหล่านี้เรียกว่าเครื่องยนต์บนถนนและเฮนรี ฟอร์ดได้เห็นเครื่องหนึ่งตอนเป็นเด็กและได้รับแรงบันดาลใจให้สร้างรถยนต์^{[ 18 ]}รถแทรกเตอร์ไอน้ำถูกนำมาใช้แต่ไม่ได้รับความนิยม

ด้วยเครื่องยนต์สันดาปภายใน ทำให้เกิดรถแทรกเตอร์ที่ผลิตในปริมาณมากเป็นครั้งแรก ( Fordson ประมาณปี 1917 ) รถแทรกเตอร์เข้ามาแทนที่ม้าและล่อในการลากเครื่องเกี่ยวข้าวและเครื่องเก็บเกี่ยวแบบรวม แต่ในช่วงทศวรรษ 1930 ได้มีการพัฒนาเครื่องเก็บเกี่ยวแบบรวมที่ขับเคลื่อนด้วยตนเอง ผลผลิตต่อชั่วโมงแรงงานในการปลูกข้าวสาลีเพิ่มขึ้นประมาณ 10 เท่าตั้งแต่สิ้นสุดสงครามโลกครั้งที่สองจนถึงประมาณปี 1985 ส่วนใหญ่เป็นเพราะเครื่องจักรที่ใช้พลังงาน แต่ก็เป็นเพราะผลผลิตพืชผลที่เพิ่มขึ้นด้วย^{[ 19 ]}แรงงานคนในการปลูกข้าวโพดแสดงให้เห็นถึงการเพิ่มขึ้นของผลผลิตที่คล้ายกันแต่สูงกว่า ดูด้านล่าง: การเกษตรแบบใช้เครื่องจักร

หนึ่งในช่วงเวลาที่มีการเติบโตของผลผลิตมากที่สุดเกิดขึ้นพร้อมกับการใช้ไฟฟ้าในโรงงานซึ่งเกิดขึ้นระหว่างปี พ.ศ. 2443 ถึง พ.ศ. 2473 ในสหรัฐอเมริกา^{[ 12 ] [ 20 ]}ดู: การผลิตจำนวนมาก: การใช้ ไฟฟ้า ในโรงงาน

ในประวัติศาสตร์ด้านวิศวกรรมและเศรษฐกิจ ประสิทธิภาพการใช้พลังงานที่สำคัญที่สุดได้แก่ การแปลงความร้อนเป็นงาน การนำความร้อนกลับมาใช้ใหม่ และการลดแรงเสียดทาน^{[ 21 ]}นอกจากนี้ยังมีการลดพลังงานที่จำเป็นในการส่งสัญญาณอิเล็กทรอนิกส์ ทั้งเสียงและข้อมูลลงอย่างมาก

เครื่องจักรไอน้ำของนิวโคเมนในยุคแรกมีประสิทธิภาพประมาณ 0.5% และได้รับการปรับปรุงให้มีประสิทธิภาพมากกว่า 1% เล็กน้อยโดยจอห์น สมีตันก่อนที่วัตต์จะปรับปรุงจนเพิ่มประสิทธิภาพเชิงความร้อนเป็น 2% ในปี ค.ศ. 1900 เครื่องจักรนี้ใช้ถ่านหิน 7 ปอนด์ต่อกิโลวัตต์ชั่วโมง

การผลิตไฟฟ้าเป็นภาคส่วนที่มีการเติบโตของผลิตภาพสูงสุดในสหรัฐอเมริกาในช่วงต้นศตวรรษที่ 20 หลังจากการเปลี่ยนศตวรรษ สถานีกลางขนาดใหญ่ที่มีหม้อไอน้ำแรงดันสูงและกังหันไอน้ำที่มีประสิทธิภาพได้เข้ามาแทนที่เครื่องยนต์ไอน้ำแบบลูกสูบ และภายในปี 1960 มีการใช้ถ่านหิน 0.9 ปอนด์ต่อกิโลวัตต์-ชั่วโมง เมื่อนับรวมการปรับปรุงในการทำเหมืองและการขนส่ง การปรับปรุงโดยรวมมีมากกว่า 10 เท่า^{[ 22 ]}กังหันไอน้ำในปัจจุบันมีประสิทธิภาพอยู่ในช่วง 40% ^{[ 13 ] [ 23 ] [ 24 ] [ 25 ]}ไฟฟ้าส่วนใหญ่ในปัจจุบันผลิตโดยโรงไฟฟ้าพลังความร้อนโดยใช้กังหันไอน้ำ

เครื่องยนต์ Newcomen และ Watt ทำงานใกล้ความดันบรรยากาศและใช้ความดันบรรยากาศในรูปของสุญญากาศที่เกิดจากการควบแน่นของไอน้ำเพื่อทำงาน เครื่องยนต์ที่มีความดันสูงกว่านั้นมีน้ำหนักเบาและมีประสิทธิภาพเพียงพอที่จะใช้ในการขับเคลื่อนเรือและหัวรถจักร เครื่องยนต์แบบขยายตัวหลายขั้นตอน (หลายระยะ) ได้รับการพัฒนาในช่วงทศวรรษ 1870 และมีประสิทธิภาพเพียงพอเป็นครั้งแรกที่ทำให้เรือสามารถบรรทุกสินค้าได้มากกว่าถ่านหิน ส่งผลให้การค้าระหว่างประเทศเพิ่มขึ้นอย่างมาก^{[ 26 ]}

เรือดีเซลลำแรกที่สำคัญคือMS Selandiaซึ่งเปิดตัวในปี พ.ศ. 2455 ภายในปี พ.ศ. 2493 เรือสินค้าหนึ่งในสามลำใช้พลังงานดีเซล^{[ 27 ]} ปัจจุบันเครื่องยนต์ต้นกำลังที่มีประสิทธิภาพมากที่สุดคือเครื่องยนต์ดีเซลทางทะเลแบบสองจังหวะที่พัฒนาขึ้นในช่วงปี พ.ศ. 2463 ซึ่งปัจจุบันมีขนาดตั้งแต่ 100,000 แรงม้าขึ้นไป โดยมีประสิทธิภาพเชิงความร้อน 50% ^{[ 28 ]}

รถจักรไอน้ำซึ่งใช้ถ่านหินมากถึง 20% ของผลผลิตถ่านหินทั้งหมดในสหรัฐอเมริกา ถูกแทนที่ด้วยรถจักรดีเซลหลังสงครามโลกครั้งที่สอง ซึ่งช่วยประหยัดพลังงานและลดกำลังคนในการจัดการถ่านหิน น้ำสำหรับหม้อไอน้ำ และการบำรุงรักษาเครื่องจักรกลได้เป็นอย่างมาก

การพัฒนาประสิทธิภาพของเครื่องยนต์ไอน้ำทำให้จำนวนเครื่องยนต์ไอน้ำและปริมาณถ่านหินที่ใช้เพิ่มขึ้นอย่างมาก ดังที่วิลเลียม สแตนลีย์ เจวอนส์ ได้กล่าวไว้ ในหนังสือเรื่อง "ปัญหาถ่านหิน " ปรากฏการณ์นี้เรียกว่าปรากฏการณ์เจวอนส์ (Jevons paradox )

การใช้ไฟฟ้าและการเติบโตทางเศรษฐกิจมีความสัมพันธ์กันอย่างมาก^{[ 29 ]}การใช้ไฟฟ้าต่อหัวมีความสัมพันธ์กันเกือบสมบูรณ์แบบกับการพัฒนาเศรษฐกิจ^{[ 30 ]}การใช้ไฟฟ้าเป็นเทคโนโลยีแรกที่ทำให้สามารถส่งพลังงานในระยะทางไกลได้โดยมีการสูญเสียพลังงาน น้อย ที่สุด^{[ 20 ]}มอเตอร์ไฟฟ้าทำให้ไม่จำเป็น ต้องใช้ เพลาส่งกำลังและเพิ่มผลผลิตของโรงงานอย่างมากโรงไฟฟ้า กลางขนาดใหญ่ สร้างความประหยัดจากขนาดและมีประสิทธิภาพในการผลิตพลังงานมากกว่าเครื่องยนต์ไอน้ำแบบลูกสูบมาก^{[ 12 ] [ 29 ] [ 20 ] [ 25 ] [ 31 ]} มอเตอร์ไฟฟ้าช่วยลดต้นทุนด้านพลังงานลงอย่างมากเมื่อเทียบกับเครื่องยนต์ไอน้ำ^{[ 25 ]}

รูปแบบหลักของการส่งกำลังก่อนการใช้ไฟฟ้า ได้แก่เพลาส่งกำลัง ระบบเครือข่ายกำลังไฮดรอลิก และระบบลมและเชือกลวด เพลาส่งกำลังเป็นรูปแบบการส่งกำลังทั่วไปในโรงงานตั้งแต่เครื่องจักรไอน้ำอุตสาหกรรมยุคแรกจนกระทั่งมีการใช้ไฟฟ้าในโรงงาน เพลาส่งกำลังมีข้อจำกัดในการจัดวางโรงงานและประสบปัญหาการสูญเสียพลังงานสูง^{[ 20 ]}พลังงานไฮดรอลิกเริ่มนำมาใช้ในช่วงกลางศตวรรษที่ 19 มีการใช้งานอย่างกว้างขวางในกระบวนการเบสเซเมอร์และสำหรับเครนที่ท่าเรือ โดยเฉพาะในสหราชอาณาจักร ลอนดอนและเมืองอื่นๆ อีกไม่กี่แห่งมีระบบสาธารณูปโภคไฮดรอลิกที่จัดหาน้ำแรงดันสูงสำหรับอุตสาหกรรมในพื้นที่กว้าง^{[ 20 ]}

พลังงานลมเริ่มถูกนำมาใช้ในอุตสาหกรรม การทำเหมือง และการขุดอุโมงค์ในช่วงไตรมาสสุดท้ายของศตวรรษที่ 19 การใช้งานทั่วไปได้แก่ สว่านเจาะหินและค้อนกระแทก^{[ 20 ]}เชือกลวดที่รองรับด้วยล้อที่มีร่องขนาดใหญ่สามารถส่งกำลังได้โดยมีการสูญเสียต่ำในระยะทางไม่กี่ไมล์หรือกิโลเมตร ระบบเชือกลวดปรากฏขึ้นไม่นานก่อนการใช้ไฟฟ้า^{[ 20 ]}

การนำความร้อนกลับมาใช้ใหม่สำหรับกระบวนการทางอุตสาหกรรมถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายครั้งแรกในรูปแบบของลมร้อนในเตาหลอมเพื่อผลิตเหล็กดิบในปี 1828 ต่อมาการนำความร้อนกลับมาใช้ใหม่รวมถึงกระบวนการ Siemens-Martin ซึ่งใช้ครั้งแรกในการผลิตแก้วและต่อมาในการผลิตเหล็กกล้าด้วยเตาหลอมแบบเปิด (ดู: เหล็กและเหล็กกล้าด้านล่าง) ปัจจุบันความร้อนถูกนำกลับมาใช้ใหม่ในอุตสาหกรรมพื้นฐานหลายแห่ง เช่น เคมีภัณฑ์ การกลั่นน้ำมัน และเยื่อกระดาษและกระดาษ โดยใช้วิธีการต่างๆ เช่นเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนในหลายกระบวนการ^{[ 32 ]}เครื่องระเหยแบบหลายขั้นตอนใช้ไอน้ำจากขั้นตอนที่มีอุณหภูมิสูงเพื่อระเหยของเหลวเดือดที่มีอุณหภูมิต่ำกว่า ในการนำสารเคมีสำหรับการผลิตเยื่อกระดาษคราฟต์กลับมาใช้ใหม่ ของเหลวสีดำที่ใช้แล้วสามารถระเหยได้ห้าหรือหกครั้งโดยการนำไอน้ำจากขั้นตอนหนึ่งกลับมาใช้ใหม่เพื่อต้มของเหลวในขั้นตอนก่อนหน้าการผลิต พลังงานร่วม เป็นกระบวนการที่ใช้ไอน้ำแรงดันสูงในการผลิตไฟฟ้าแล้วใช้ไอน้ำแรงดันต่ำที่ได้สำหรับความร้อนในกระบวนการหรืออาคาร

กระบวนการทางอุตสาหกรรมได้รับการปรับปรุงเล็กน้อยหลายประการ ซึ่งโดยรวมแล้วส่งผลให้ลดการใช้พลังงานต่อหน่วยการผลิตลงอย่างมาก

การลดแรงเสียดทานเป็นหนึ่งในเหตุผลสำคัญที่ทำให้รถไฟประสบความสำเร็จมากกว่ารถม้า สิ่งนี้ได้รับการพิสูจน์แล้วบนทางรถรางไม้ที่หุ้มด้วยแผ่นเหล็กในปี 1805 ที่เมืองครอยดอน ประเทศอังกฤษ

“ม้าที่ดีบนถนนทางหลวงธรรมดาสามารถลากน้ำหนักได้สองพันปอนด์หรือหนึ่งตัน คณะสุภาพบุรุษได้รับเชิญให้มาเป็นพยานในการทดลอง เพื่อพิสูจน์ความเหนือกว่าของถนนสายใหม่ด้วยการสาธิตด้วยตาเปล่า รถบรรทุกสิบสองคันบรรทุกหินจนแต่ละคันหนักสามตัน และรถบรรทุกเหล่านั้นถูกผูกติดกัน จากนั้นจึงผูกม้าตัวหนึ่งไว้ ซึ่งมันลากรถบรรทุกได้อย่างง่ายดาย หกไมล์ในสองชั่วโมง โดยหยุดสี่ครั้ง เพื่อแสดงให้เห็นว่ามันมีกำลังในการออกตัว เช่นเดียวกับการลากน้ำหนักมากของมัน” ^{[ 33 ]}

การหล่อลื่นที่ดีขึ้น เช่น จากน้ำมันปิโตรเลียม ช่วยลดการสูญเสียจากแรงเสียดทานในโรงงานและโรงสี^{[ 34 ]}ตลับลูกปืนกันเสียดทานได้รับการพัฒนาโดยใช้เหล็กอัลลอยและเทคนิคการกลึงที่แม่นยำซึ่งมีอยู่ในช่วงไตรมาสสุดท้ายของศตวรรษที่ 19 ตลับลูกปืนกันเสียดทานถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในจักรยานในช่วงทศวรรษที่ 1880 ตลับลูกปืนเริ่มถูกนำมาใช้กับเพลาส่งกำลังในช่วงหลายทศวรรษก่อนการใช้ไฟฟ้าในโรงงาน และเพลาที่ยังไม่มีตลับลูกปืนเป็นสาเหตุหลักของการสูญเสียพลังงานสูง ซึ่งโดยทั่วไปอยู่ที่ 25 ถึง 30% และบ่อยครั้งสูงถึง 50% ^{[ 20 ]}

แสงสว่างจากไฟฟ้ามีประสิทธิภาพมากกว่าแสงสว่างจากน้ำมันหรือแก๊สมาก และไม่ก่อให้เกิดควัน ไอระเหย หรือความร้อนมากเท่า แสงสว่างจากไฟฟ้าช่วยยืดเวลาทำงาน ทำให้โรงงาน ธุรกิจ และบ้านเรือนมีประสิทธิภาพมากขึ้น แสงสว่างจากไฟฟ้าไม่ได้เป็นอันตรายจากไฟไหม้มากเท่ากับแสงสว่างจากน้ำมันและแก๊ส^{[ 35 ]}

ประสิทธิภาพของหลอดไฟได้รับการปรับปรุงอย่างต่อเนื่องตั้งแต่หลอดไฟไส้แรกจนถึงหลอดไฟไส้ทังสเตน^{[ 36 ]}หลอดฟลูออเรสเซนต์ซึ่งเริ่มวางจำหน่ายในเชิงพาณิชย์ในช่วงปลายทศวรรษ 1930 มีประสิทธิภาพมากกว่าหลอดไฟไส้มาก ไดโอดเปล่งแสงหรือ LED มีประสิทธิภาพสูงและใช้งานได้ยาวนาน^{[ 37 ]}

พลังงานสัมพัทธ์ที่จำเป็นสำหรับการขนส่ง 1 ตัน-กม. สำหรับโหมดการขนส่งต่างๆ มีดังนี้: ท่อส่ง = 1 (พื้นฐาน), ทางน้ำ 2, ทางรถไฟ 3, ทางถนน 10, ทางอากาศ 100 ^{[ 38 ]}

ถนนที่ไม่ได้รับการปรับปรุงนั้นช้ามาก มีค่าใช้จ่ายสูงในการขนส่ง และอันตราย^{[ 39 ]} ในศตวรรษที่ 18 เริ่มมีการใช้กรวดแบบเรียงชั้นมากขึ้น โดยมี การใช้ Macadam สามชั้น ในช่วงต้นศตวรรษที่ 19 ถนนเหล่านี้มีลักษณะเป็นเนินเพื่อระบายน้ำและมีคูระบายน้ำอยู่ด้านข้าง^{[ 39 ]} ชั้นบนสุดของหินจะค่อยๆ แตกละเอียดและทำให้พื้นผิวเรียบขึ้นเล็กน้อย ชั้นล่างเป็นหินขนาดเล็กที่ช่วยให้ระบายน้ำได้ดี^{[ 39 ]}ที่สำคัญคือ ถนนเหล่านี้มีความต้านทานต่อล้อเกวียนน้อยลง และกีบเท้าของม้าจะไม่จมลงไปในโคลน ถนนไม้กระดานก็เริ่มใช้ในสหรัฐอเมริกาในช่วงปี 1810-1820 ถนนที่ได้รับการปรับปรุงนั้นมีราคาแพง และถึงแม้ว่าจะช่วยลดต้นทุนการขนส่งทางบกได้ครึ่งหนึ่งหรือมากกว่านั้น แต่ในไม่ช้าก็ถูกแทนที่ด้วยทางรถไฟในฐานะโครงสร้างพื้นฐานการขนส่งหลัก^{[ 39 ]}

เรือใบสามารถขนส่งสินค้าได้ไกลกว่า 3,000 ไมล์ ในราคาเท่ากับการขนส่งด้วยเกวียนเพียง 30 ไมล์^{[ 40 ]} ม้าที่สามารถลากเกวียนหนัก 1 ตัน ก็สามารถลากเรือบรรทุกสินค้าหนัก 30 ตันได้ ในช่วงการปฏิวัติอุตสาหกรรมครั้งแรกของอังกฤษ การจัดหาถ่านหินให้กับเตาหลอมที่แมนเชสเตอร์เป็นเรื่องยาก เนื่องจากมีถนนน้อย และเนื่องจากค่าใช้จ่ายในการใช้เกวียนสูง อย่างไรก็ตาม เรือบรรทุกสินค้าในคลองเป็นที่ทราบกันดีว่าสามารถใช้งานได้ และสิ่งนี้ได้รับการพิสูจน์แล้วจากการสร้างคลองบริดจ์วอเตอร์ซึ่งเปิดในปี 1761 โดยนำถ่านหินจากวอร์สลีย์ไปยังแมนเชสเตอร์ ความสำเร็จของคลองบริดจ์วอเตอร์ได้จุดประกายการสร้างคลองอย่างบ้าคลั่ง ซึ่งดำเนินต่อไปจนกระทั่งมีการปรากฏตัวของทางรถไฟในช่วงทศวรรษที่ 1830 ^{[ 38 ] [ 39 ]}

ทางรถไฟช่วยลดต้นทุนการขนส่งทางบกได้อย่างมาก มีการประมาณการว่าในปี พ.ศ. 2333 ต้นทุนการขนส่งสินค้าด้วยเกวียนอยู่ที่ 24.5 เซนต์สหรัฐต่อตัน-ไมล์ เทียบกับ 0.875 เซนต์สหรัฐต่อตัน-ไมล์สำหรับการขนส่งทางรถไฟ ซึ่งลดลงถึง 96% ^{[ 41 ]}

รถรางไฟฟ้า ( รถรางรถโทรลลี่ หรือรถราง) อยู่ในช่วงสุดท้ายของการสร้างทางรถไฟตั้งแต่ปลายทศวรรษ 1890 และสองทศวรรษแรกของศตวรรษที่ 20 รถรางไฟฟ้าถูกแทนที่ด้วยรถโดยสารประจำทางและรถยนต์หลังจากปี 1920 ไม่นาน^{[ 42 ]}

ทางหลวงที่ใช้ยานพาหนะที่ขับเคลื่อนด้วยเครื่องยนต์สันดาปภายในได้ทำให้การขนส่งทางบกเป็นระบบกลไกอย่างสมบูรณ์ เมื่อรถบรรทุกปรากฏขึ้นราวปี ค.ศ. 1920 ราคาในการขนส่งสินค้าเกษตรไปยังตลาดหรือสถานีรถไฟก็ลดลงอย่างมาก การขนส่งทางถนนด้วยยานยนต์ยังช่วยลดสินค้าคงคลังอีกด้วย

การเติบโตของผลผลิตที่สูงในสหรัฐอเมริกาในช่วงทศวรรษ 1930 ส่วนใหญ่เป็นผลมาจากโครงการก่อสร้างทางหลวงในทศวรรษนั้น^{[ 43 ]}

ท่อส่งเป็นวิธีการขนส่งที่มีประสิทธิภาพด้านพลังงานมากที่สุด^{[ 38 ]}ท่อส่งเหล็กและเหล็กกล้าเริ่มใช้งานในช่วงปลายศตวรรษที่ 19 แต่เพิ่งกลายเป็นโครงสร้างพื้นฐานที่สำคัญในช่วงศตวรรษที่ 20 ^{[ 39 ] [ 44 ]}ปั๊มแรงเหวี่ยงและคอมเพรสเซอร์แรงเหวี่ยงเป็นวิธีการสูบของเหลวและก๊าซธรรมชาติที่มีประสิทธิภาพ

เครื่องหว่านเมล็ดเป็นอุปกรณ์เชิงกลสำหรับเว้นระยะห่างและปลูกเมล็ดที่ความลึกที่เหมาะสม มีต้นกำเนิดในประเทศจีนโบราณก่อนศตวรรษที่ 1 ก่อนคริสต์ศักราช การประหยัดเมล็ดพันธุ์มีความสำคัญอย่างยิ่งในยุคที่ผลผลิตวัดจากจำนวนเมล็ดที่เก็บเกี่ยวได้ต่อเมล็ดที่ปลูก ซึ่งโดยทั่วไปจะอยู่ระหว่าง 3 ถึง 5 เมล็ด เครื่องหว่านเมล็ดยังช่วยประหยัดแรงงานในการปลูก ที่สำคัญที่สุดคือ เครื่องหว่านเมล็ดทำให้พืชปลูกเป็นแถว ซึ่งช่วยลดการแข่งขันของพืชและเพิ่มผลผลิต เครื่องหว่านเมล็ดได้รับการคิดค้นขึ้นใหม่ในยุโรปศตวรรษที่ 16 โดยอิงจากคำอธิบายด้วยวาจาและภาพวาดอย่างหยาบๆ ที่นำกลับมาจากจีน^{[ 6 ]}เจโทร ทัลล์ได้จดสิทธิบัตรเครื่องหว่านเมล็ดรุ่นหนึ่งในปี 1700 อย่างไรก็ตาม มันมีราคาแพงและไม่น่าเชื่อถือ เครื่องหว่านเมล็ดที่เชื่อถือได้ปรากฏขึ้นในช่วงกลางศตวรรษที่ 19 ^{[ 45 ]}

ตั้งแต่เริ่มมีการทำเกษตรกรรม การนวดข้าวทำด้วยมือโดยใช้ไม้ตีข้าวซึ่งต้องใช้แรงงานจำนวนมากเครื่องนวดข้าว (ประมาณปี 1794) ทำให้การทำงานง่ายขึ้นและสามารถใช้แรงงานสัตว์ได้ ในช่วงทศวรรษที่ 1860 เครื่องนวดข้าวได้รับการนำมาใช้อย่างแพร่หลายและในที่สุดก็เข้ามาแทนที่แรงงานเกษตรมากถึงหนึ่งในสี่^{[ 46 ]} ในยุโรป คนงานที่ถูกแทนที่จำนวนมากถูกผลักดันไปสู่ขอบเหวแห่งความอดอยาก

ก่อนประมาณปี ค.ศ. 1790 คนงานสามารถเก็บเกี่ยวได้ 1/4 เอเคอร์ต่อวันด้วยเคียว[ ^{26 ] ใน} ช่วงต้นทศวรรษ ค.ศ. 1800 ได้มีการนำ เครื่องเกี่ยวข้าวแบบ ใช้ม้าลาก มาใช้ ซึ่งช่วยเพิ่มผลผลิตของแรงงานคนได้อย่างมาก มีการประมาณการว่าเครื่องเกี่ยวข้าวแบบใช้ม้าลากของไซรัส แมคคอร์มิค (Ptd. 1834) แต่ละเครื่องสามารถปลดปล่อยคนงาน 5 คนให้ไปรับราชการทหารในสงครามกลางเมืองของสหรัฐอเมริกาได้^{[ 47 ]}ในปี ค.ศ. 1890 คนงาน 2 คนและม้า 2 ตัวสามารถตัด คราด และมัดข้าวสาลีได้ 20 เอเคอร์ต่อวัน^{[ 26 ]} ในช่วงทศวรรษ ค.ศ. 1880 เครื่องเกี่ยวข้าวและเครื่องนวดข้าวถูกรวมเข้าด้วยกันเป็นเครื่องเก็บเกี่ยวแบบรวมเครื่องจักรเหล่านี้ต้องการม้าหรือล่อจำนวนมากในการลาก ตลอดศตวรรษที่ 19 ผลผลิตต่อชั่วโมงของคนงานสำหรับการผลิตข้าวสาลีเพิ่มขึ้นประมาณ 500% และสำหรับข้าวโพดประมาณ 250% ^{[ 19 ]}

เครื่องจักรกลการเกษตรและผลผลิตพืชผลที่สูงขึ้นช่วยลดแรงงานในการผลิตข้าวโพด 100 บุชเชล จาก 35-40 ชั่วโมงในปี 1900 เหลือเพียง 2 ชั่วโมง 45 นาทีในปี 1999 ^{[ 48 ]}การเปลี่ยนจากการใช้เครื่องจักรทางการเกษตรไปเป็นการใช้พลังงานจากเครื่องยนต์สันดาปภายในเริ่มขึ้นหลังปี 1915 จำนวนม้าเริ่มลดลงในช่วงทศวรรษ 1920 หลังจากการเปลี่ยนจากการเกษตรและการขนส่งไปเป็นการใช้พลังงานจากเครื่องยนต์สันดาปภายใน^{[ 49 ]} นอกจากการประหยัดแรงงานแล้ว ยังทำให้มีที่ดินเหลือใช้มากขึ้น ซึ่งก่อนหน้านี้เคยใช้สำหรับเลี้ยงสัตว์ใช้งาน

ช่วงปีที่มียอดขายรถแทรกเตอร์สูงสุดในสหรัฐอเมริกาคือช่วงทศวรรษ 1950 ^{[ 49 ]} กำลังแรงม้าของเครื่องจักรทางการเกษตรเพิ่มขึ้นอย่างมากในช่วงทศวรรษ 1950

อุปกรณ์เชิงกลที่สำคัญที่สุดก่อนการปฏิวัติอุตสาหกรรมคือโรงสีน้ำและโรงสีลม กังหานน้ำมีมาตั้งแต่สมัยโรมัน และกังหานลมมีมาทีหลังเล็กน้อย พลังงานน้ำและลมถูกนำมาใช้ครั้งแรกในการบดเมล็ดพืชให้เป็นแป้ง แต่ต่อมาได้ถูกดัดแปลงเพื่อใช้เป็นพลังงานในการตีค้อนเพื่อทุบเศษผ้าให้เป็นเยื่อกระดาษและบดแร่ ก่อนการปฏิวัติอุตสาหกรรม พลังงานน้ำถูกนำมาใช้กับเครื่องเป่าลมสำหรับการถลุงเหล็กในยุโรป (เครื่องเป่าลมที่ใช้พลังงานน้ำถูกใช้ในจีนโบราณ) พลังงานลมและน้ำยังถูกนำมาใช้ในโรงเลื่อยอีกด้วย^{[ 38 ]} เทคโนโลยีการสร้างโรงสีและนาฬิกาเชิงกลมีความสำคัญต่อการพัฒนาเครื่องจักรของการปฏิวัติอุตสาหกรรม^{[ 50 ]}

เครื่องปั่นด้ายเป็นสิ่งประดิษฐ์ในยุคกลางที่ช่วยเพิ่มผลผลิตในการผลิตเส้นด้ายได้มากกว่าสิบเท่า หนึ่งในพัฒนาการแรกๆ ที่เกิดขึ้นก่อนการปฏิวัติอุตสาหกรรมคือเครื่องทอถุงเท้า (เครื่องทอผ้า) ประมาณปี ค.ศ. 1589 ต่อมาในยุคปฏิวัติอุตสาหกรรมได้มีการประดิษฐ์กระสวยบินซึ่งเป็นอุปกรณ์ง่ายๆ ที่ช่วยเพิ่มผลผลิตในการทอผ้าเป็นสองเท่า การปั่นด้ายเป็นปัจจัยจำกัดในการผลิตผ้า โดยต้องใช้คนปั่นด้าย 10 คน ใช้เครื่องปั่นด้ายเพื่อผลิตเส้นด้ายให้กับคนทอผ้าเพียงคนเดียว แต่ด้วยเครื่องปั่นด้ายแบบเจนนี่คนปั่นด้ายสามารถปั่นด้ายได้แปดเส้นพร้อมกัน เครื่องปั่นด้ายพลังน้ำ (จดสิทธิบัตรปี ค.ศ. 1768) ได้ดัดแปลงพลังงานน้ำมาใช้ในการปั่นด้าย แต่สามารถปั่นด้ายได้เพียงครั้งละหนึ่งเส้นเท่านั้น เครื่องปั่นด้ายพลังน้ำใช้งานง่ายและสามารถติดตั้งได้หลายเครื่องในอาคารเดียวกันเครื่องปั่นด้าย แบบมิว ล์ (ปี ค.ศ. 1779) ช่วยให้สามารถปั่นด้ายได้จำนวนมากด้วยเครื่องจักรเพียงเครื่องเดียวโดยใช้พลังงานน้ำ การเปลี่ยนแปลงความต้องการของผู้บริโภคที่มีต่อฝ้ายในช่วงเวลาที่มีการผลิตผ้าเพิ่มขึ้น ส่งผลให้มีการประดิษฐ์เครื่องแยกเมล็ดฝ้าย (จดสิทธิบัตรปี ค.ศ. 1794) พลังงานไอน้ำถูกนำมาใช้เสริมกับพลังงานน้ำในช่วงการปฏิวัติอุตสาหกรรม และทั้งสองอย่างถูกนำมาใช้จนกระทั่งมีการใช้ไฟฟ้า กราฟแสดงผลผลิตของเทคโนโลยีการปั่นด้ายสามารถพบได้ใน Ayres (1989) พร้อมกับข้อมูลอื่นๆ ที่เกี่ยวข้องกับบทความนี้^{[ 51 ]}

ด้วยเครื่องแยกเมล็ดฝ้าย (1792) ในหนึ่งวัน ชายคนหนึ่งสามารถแยกเมล็ดออกจากฝ้ายที่ขึ้นบนได้มากเท่ากับที่ผู้หญิงต้องใช้เวลาสองเดือนในการแปรรูปฝ้ายหนึ่งปอนด์ต่อวันโดยใช้เครื่องแยกเมล็ดแบบลูกกลิ้ง^{[ 52 ] [ 53 ]}

ตัวอย่างแรกๆ ของการเพิ่มผลผลิตจำนวนมากด้วยเครื่องจักรเฉพาะทางคือโรงงานPortsmouth Block Mills ในช่วงประมาณปี ค.ศ. 1803 ด้วยเครื่องจักรเหล่านี้ คนงาน 10 คนสามารถผลิตบล็อกได้มากเท่ากับช่างฝีมือที่มีทักษะ 110 คน^{[ 38 ]}

ในช่วงทศวรรษ 1830 เทคโนโลยีหลายอย่างได้รวมกันทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงครั้งสำคัญในการก่อสร้างอาคารไม้เลื่อยวงกลม (1777) เครื่อง ตัดตะปู (1794) และเครื่องจักรไอน้ำทำให้สามารถผลิตไม้แปรรูปชิ้นบางๆ เช่น 2"×4" ได้อย่างมีประสิทธิภาพ จากนั้นจึงนำมาตอกตะปูเข้าด้วยกันในสิ่งที่ต่อมาเรียกว่าโครงสร้างแบบบอลลูน (1832) นี่คือจุดเริ่มต้นของการเสื่อมถอยของวิธี การก่อสร้าง โครงไม้ แบบโบราณ ด้วยการต่อไม้^{[ 54 ]}

หลังจากการนำเครื่องจักรมาใช้ในอุตสาหกรรมสิ่งทอ ก็มีการนำเครื่องจักรมาใช้ในอุตสาหกรรมรองเท้า^{[ 55 ]}

จักรเย็บผ้าซึ่งคิดค้นและปรับปรุงในช่วงต้นศตวรรษที่ 19 และผลิตเป็นจำนวนมากในช่วงปี 1870 ช่วยเพิ่มผลผลิตได้มากกว่า 500% ^{[ 56 ]}จักรเย็บผ้าเป็นเครื่องมือเพิ่มผลผลิตที่สำคัญสำหรับการผลิตรองเท้าแบบใช้เครื่องจักร

ด้วยความพร้อมใช้งานอย่างแพร่หลายของเครื่องมือกล เครื่องยนต์ไอน้ำที่ได้รับการปรับปรุง และการขนส่งราคาไม่แพงที่ให้บริการโดยทางรถไฟ อุตสาหกรรมเครื่องจักรจึงกลายเป็นภาคส่วนที่ใหญ่ที่สุด (ตามกำไรที่เพิ่มขึ้น) ของเศรษฐกิจสหรัฐฯ ในช่วงไตรมาสสุดท้ายของศตวรรษที่ 19 ซึ่งนำไปสู่เศรษฐกิจอุตสาหกรรม^{[ 57 ]}

เครื่องเป่าขวดแก้วที่ประสบความสำเร็จในเชิงพาณิชย์เครื่องแรกได้รับการแนะนำในปี พ.ศ. 2448 ^{[ 58 ]} เครื่องจักรดังกล่าวซึ่งดำเนินการโดยทีมงานสองคนทำงานกะละ 12 ชั่วโมง สามารถผลิตขวดได้ 17,280 ขวดใน 24 ชั่วโมง เทียบกับ 2,880 ขวดที่ผลิตโดยทีมงานชายและเด็กชายหกคนทำงานในโรงงานเป็นเวลาหนึ่งวัน ต้นทุนการผลิตขวดด้วยเครื่องจักรอยู่ที่ 10 ถึง 12 เซนต์ต่อกรอส เทียบกับ 1.80 ดอลลาร์ต่อกรอสโดยช่างเป่าแก้วและผู้ช่วย

เครื่องมือกลซึ่งใช้ตัด เจียร และขึ้นรูปชิ้นส่วนโลหะ ถือเป็นนวัตกรรมเชิงกลที่สำคัญอีกอย่างหนึ่งของการปฏิวัติอุตสาหกรรม ก่อนที่จะมีเครื่องมือกล การผลิตชิ้นส่วนที่มีความแม่นยำนั้นมีราคาแพงมาก ซึ่งเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับเครื่องจักรและชิ้นส่วนที่สามารถเปลี่ยนทดแทนกันได้ หลาย ชนิด เครื่องมือกลที่มีความสำคัญทางประวัติศาสตร์ ได้แก่เครื่องกลึงเกลียวเครื่องกัดและเครื่องไสโลหะ (งานโลหะ)ซึ่งเริ่มใช้งานระหว่างปี 1800 ถึง 1840 ^{[ 52 ]}อย่างไรก็ตาม ในช่วงประมาณปี 1900 การผสมผสานระหว่างมอเตอร์ไฟฟ้าขนาดเล็ก เหล็กกล้าชนิดพิเศษ และวัสดุตัดและเจียรแบบใหม่ ทำให้เครื่องมือกลสามารถผลิตชิ้นส่วนเหล็กได้ในปริมาณมาก^{[ 17 ]} การผลิตรถยนต์ฟอร์ดรุ่น Model Tต้องใช้เครื่องมือกลถึง 32,000 เครื่อง^{[ 47 ]}

การผลิตสมัยใหม่เริ่มต้นขึ้นราวปี 1900 เมื่อเครื่องจักรซึ่งได้รับความช่วยเหลือจากพลังงานไฟฟ้า ไฮดรอลิก และนิวแมติก เริ่มเข้ามาแทนที่วิธีการใช้แรงงานคนในอุตสาหกรรม^{[ 59 ]} ตัวอย่างในยุคแรกคือ เครื่องเป่าขวดแก้วอัตโนมัติ ของ Owensซึ่งช่วยลดแรงงานในการผลิตขวดลงกว่า 80% ^{[ 60 ]} ดูเพิ่มเติม: การผลิตจำนวนมาก #การใช้ไฟฟ้าในโรงงาน

เครื่องจักรขุดขนาดใหญ่ เช่น รถขุดไอน้ำ ปรากฏขึ้นในช่วงกลางศตวรรษที่ 19 แต่ถูกจำกัดไว้เฉพาะบนรางจนกระทั่งมีการนำรางต่อเนื่องและยางล้อมาใช้กันอย่างแพร่หลายในช่วงปลายศตวรรษที่ 19 และต้นศตวรรษที่ 20 ก่อนหน้านั้น งานขุดส่วนใหญ่ทำด้วยสว่านลม ค้อนลม จอบ และพลั่ว^{[ 61 ]}

เครื่องจักรขุดถ่านหินใต้ชั้นปรากฏขึ้นราวปี 1890 และถูกนำมาใช้ในการผลิตถ่านหินถึง 75% ในปี 1934 การขนถ่ายถ่านหินยังคงทำด้วยมือโดยใช้พลั่วราวปี 1930 แต่เครื่องจักรยกและขนถ่ายแบบกลไกเริ่มถูกนำมาใช้^{[ 59 ]} การใช้เครื่องเจาะถ่านหินช่วยเพิ่มผลผลิตของการทำเหมืองถ่านหินใต้ผิวดินได้ถึงสามเท่าระหว่างปี 1949 ถึง 1969 ^{[ 62 ]}

ขณะนี้กำลังมีการเปลี่ยนผ่านจากวิธีการทำเหมืองที่ต้องใช้แรงงานคนมากขึ้นไปสู่การใช้เครื่องจักรมากขึ้น และแม้กระทั่ง การ ทำเหมืองแบบอัตโนมัติ^{[ 63 ]}

ระบบ ลำเลียงวัสดุแห้ง แบบเทกอง ใช้เครื่องจักรแบบอยู่กับที่หลากหลาย เช่น สายพานลำเลียง เครื่องเรียงซ้อน เครื่องจัดเก็บ และอุปกรณ์เคลื่อนที่ เช่นรถขุดดินและรถตัก เพื่อลำเลียงแร่ ถ่านหิน ธัญพืช ทราย กรวด หินบด ฯลฯ ในปริมาณมาก ระบบลำเลียงวัสดุแบบเทกองใช้ในเหมืองแร่ สำหรับการขนถ่ายสินค้าจากเรือ และในโรงงานที่แปรรูปวัสดุแบบเทกองเป็นสินค้าสำเร็จรูป เช่น โรงงานเหล็กและโรงงานกระดาษ

เครื่องป้อนถ่านหินแบบกลไกสำหรับป้อนถ่านหินให้กับหัวรถจักรถูกนำมาใช้ในช่วงทศวรรษ 1920 ระบบการจัดการและป้อนถ่านหินแบบอัตโนมัติและเป็นระบบกลไกอย่างสมบูรณ์ถูกนำมาใช้ครั้งแรกเพื่อป้อนถ่านหินบดละเอียดให้กับหม้อไอน้ำของโรงไฟฟ้าในปี 1921 ^{[ 59 ]}

ของเหลวและก๊าซจะถูกจัดการด้วยปั๊มแบบแรงเหวี่ยงและคอมเพรสเซอร์ตามลำดับ

การเปลี่ยนไปใช้ระบบขนถ่ายวัสดุแบบใช้พลังงานเพิ่มขึ้นในช่วงสงครามโลกครั้งที่ 1 เนื่องจากเกิดการขาดแคลนแรงงานไร้ฝีมือและค่าจ้างแรงงานไร้ฝีมือสูงขึ้นเมื่อเทียบกับแรงงานมีฝีมือ^{[ 59 ]}

การใช้งานสายพานลำเลียงที่น่าสนใจอย่างหนึ่งคือโรงสีแป้งอัตโนมัติของ Oliver Evansที่สร้างขึ้นในปี 1785 ^{[ 47 ]}

ประมาณปี 1900 ระบบลำเลียงแบบต่างๆ (เช่นสายพานแผ่นไม้ ถัง สกรู หรือสว่าน) เครนเหนือศีรษะและรถยกอุตสาหกรรม เริ่มถูกนำมาใช้ในการขนย้ายวัสดุและสินค้าในขั้นตอนต่างๆ ของการผลิตในโรงงาน ดูเพิ่มเติม: ประเภทของระบบลำเลียงและ การ ผลิต จำนวนมาก

การประยุกต์ใช้สายพานลำเลียงที่เป็นที่รู้จักกันดีคือ สายการประกอบของบริษัท Ford Motor Co. (ประมาณปี 1913) แม้ว่า Ford จะใช้รถบรรทุกอุตสาหกรรม เครนเหนือศีรษะ รางเลื่อน และอุปกรณ์ต่างๆ ที่จำเป็นเพื่อลดแรงงานในการขนย้ายชิ้นส่วนในส่วนต่างๆ ของโรงงาน^{[ 47 ]}

เครนเป็นเทคโนโลยีโบราณ แต่กลับแพร่หลายมากขึ้นหลังจากการปฏิวัติอุตสาหกรรม เครนอุตสาหกรรมถูกนำมาใช้เพื่อเคลื่อนย้ายเครื่องจักรหนักที่บริษัทNasmyth, Gaskell and Company (โรงหล่อ Bridgewater) ในช่วงปลายทศวรรษ 1830 ^{[ 64 ]}เครนที่ขับเคลื่อนด้วยระบบไฮดรอลิกเริ่มใช้กันอย่างแพร่หลายในช่วงปลายศตวรรษที่ 19 โดยเฉพาะอย่างยิ่งที่ท่าเรือของอังกฤษ บางเมือง เช่น ลอนดอน มีเครือข่ายบริการไฮดรอลิกสาธารณะเพื่อใช้ในการขับเคลื่อน เครนไอน้ำก็ถูกนำมาใช้ในช่วงปลายศตวรรษที่ 19 เช่นกัน เครนไฟฟ้า โดยเฉพาะแบบเหนือศีรษะ ถูกนำมาใช้ในโรงงานในช่วงปลายศตวรรษที่ 19 ^{[ 35 ]} เครนไอน้ำมักถูกจำกัดให้ใช้เฉพาะบนราง^{[ 65 ]}รางต่อเนื่อง (ตีนตะขาบ) ได้รับการพัฒนาขึ้นในช่วงปลายศตวรรษที่ 19

ประเภทสำคัญของเครนได้แก่:

• เครนเหนือศีรษะหรือเครนสะพานเคลื่อนที่บนรางและมีรถเข็นสำหรับเคลื่อนย้ายรอกไปยังตำแหน่งใดก็ได้ภายในโครงเครน นิยมใช้กันอย่างแพร่หลายในโรงงาน
• เครนเคลื่อนที่ โดยทั่วไปใช้เครื่องยนต์เบนซินหรือดีเซล และเคลื่อนที่บนล้อ สามารถใช้งานได้ทั้งบนถนน ทางวิบาก ทางรถไฟ หรือทางต่อเนื่องมีการใช้งานอย่างแพร่หลายในงานก่อสร้าง เหมืองแร่ งานขุดเจาะ และการขนย้ายวัสดุจำนวนมาก
• เครนแบบติดตั้งอยู่ กับที่ คือเครนที่อยู่ในตำแหน่งคงที่ แต่โดยทั่วไปสามารถหมุนได้ครบวงกลม ตัวอย่างที่คุ้นเคยที่สุดคือเครนยกสูงที่ใช้ในการก่อสร้างอาคารสูง

ในช่วงต้นศตวรรษที่ 20 มีการใช้เครนไฟฟ้าและรถยกแบบเคลื่อนที่ได้ เช่น รถฟอร์คลิฟท์ ปัจจุบันสินค้าที่ไม่ใช่สินค้าเทกองจะถูกบรรจุในตู้คอนเทนเนอร์

การจัดการสินค้าบนพาเลทถือเป็นการปรับปรุงที่สำคัญเมื่อเทียบกับการใช้รถเข็นมือหรือการแบกกระสอบหรือกล่องด้วยมือ และช่วยเร่งการขนถ่ายสินค้าขึ้นลงรถบรรทุก รถไฟ และเรือได้อย่างมาก พาเลทสามารถจัดการได้ด้วย รถ ยกพาเลทหรือรถยกแบบฟอร์คลิฟท์ซึ่งเริ่มใช้ในอุตสาหกรรมในช่วงทศวรรษ 1930 และแพร่หลายมากขึ้นในช่วงทศวรรษ 1950 ^{[ 66 ]}ท่าเทียบเรือขนถ่ายสินค้าที่สร้างตามมาตรฐานทางสถาปัตยกรรมช่วยให้รถบรรทุกหรือรถไฟสามารถขนถ่ายสินค้าได้ในระดับความสูงเดียวกับพื้นคลังสินค้า

การขนส่ง แบบ Piggybackคือการขนส่งรถพ่วงหรือรถบรรทุกทั้งคันบนตู้รถไฟ ซึ่งเป็นวิธีการขนส่งที่มีประสิทธิภาพด้านเชื้อเพลิงมากกว่า และช่วยประหยัดแรงงานในการขนถ่ายและคัดแยกสินค้า ในศตวรรษที่ 19 มีการขนส่งเกวียนบนตู้รถไฟ โดยมีม้าอยู่ในตู้รถไฟแยกต่างหาก การขนส่งรถพ่วงบนตู้รถไฟเริ่มขึ้นในสหรัฐอเมริกาในปี 1956 ^{[ 66 ]}การขนส่งแบบ Piggyback คิดเป็น 1% ของการขนส่งสินค้าในปี 1958 และเพิ่มขึ้นเป็น 15% ในปี 1986 ^{[ 67 ]}

การขนถ่ายสินค้าแบบแยกชิ้นขึ้นและลงจากเรือโดยทั่วไปใช้เวลาหลายวัน เป็นงานที่หนักและค่อนข้างอันตราย การสูญเสียจากความเสียหายและการโจรกรรมมีสูง งานไม่แน่นอน และคนงานท่าเรือส่วนใหญ่มีเวลาว่างโดยไม่ได้รับค่าจ้างเป็นจำนวนมาก การคัดแยกและติดตามสินค้าแบบแยกชิ้นก็ใช้เวลานานเช่นกัน และการเก็บรักษาไว้ในคลังสินค้าก็ทำให้เงินทุนถูกผูกไว้^{[ 66 ]}

ท่าเรือแบบเก่าที่มีคลังสินค้ามักแออัดและหลายแห่งขาดโครงสร้างพื้นฐานด้านการขนส่งที่มีประสิทธิภาพ ส่งผลให้ต้นทุนและความล่าช้าในท่าเรือเพิ่มขึ้น^{[ 66 ]}

โดยการขนส่งสินค้าในตู้คอนเทนเนอร์มาตรฐานในเรือที่มีช่องแบ่ง การขนถ่ายสินค้าสามารถทำได้ภายในหนึ่งวัน การบรรจุสินค้าลงในตู้คอนเทนเนอร์มีประสิทธิภาพมากกว่าสินค้าแบบไม่บรรจุหีบห่อ เนื่องจากตู้คอนเทนเนอร์สามารถวางซ้อนกันได้หลายชั้น ทำให้ความจุในการขนส่งสินค้าเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่าสำหรับเรือที่มีขนาดเท่ากัน^{[ 66 ]}

แรงงานในการขนถ่ายสินค้าขึ้นลงตู้คอนเทนเนอร์นั้นน้อยกว่าสินค้าทั่วไปมาก และความเสียหายและการโจรกรรมก็น้อยกว่ามาก นอกจากนี้ สินค้าหลายรายการที่จัดส่งในตู้คอนเทนเนอร์ยังต้องการบรรจุภัณฑ์น้อยกว่าอีกด้วย^{[ 66 ]}

การขนส่งสินค้าด้วยตู้คอนเทนเนอร์ขนาดเล็กถูกนำมาใช้ในสงครามโลกทั้งสองครั้ง โดยเฉพาะสงครามโลกครั้งที่ 2 แต่เริ่มใช้ในเชิงพาณิชย์ในช่วงปลายทศวรรษ 1950 ^{[ 66 ]} การขนส่งสินค้าด้วยตู้คอนเทนเนอร์ทำให้คลังสินค้าจำนวนมากที่ท่าเรือในเมืองท่าว่างลง ส่งผลให้มีที่ดินว่างสำหรับการพัฒนาอื่นๆ ดูเพิ่มเติม: การขนส่งสินค้าแบบหลายรูปแบบ

ก่อนระบบโรงงานการผลิตส่วนใหญ่เกิดขึ้นในครัวเรือน เช่น การปั่นด้ายและการทอผ้า และเป็นการผลิตเพื่อบริโภคในครัวเรือน^{[ 68 ] [ 69 ]}ส่วนหนึ่งเป็นเพราะขาดโครงสร้างพื้นฐานด้านการขนส่ง โดยเฉพาะในอเมริกา^{[ 70 ]}

การแบ่งงานเป็นวิธีการที่ใช้กันมาตั้งแต่สมัยโบราณ แต่มีความเชี่ยวชาญมากขึ้นเรื่อยๆ ในช่วงการปฏิวัติอุตสาหกรรม ดังนั้นแทนที่จะให้ช่างทำรองเท้าตัดหนังเป็นส่วนหนึ่งของกระบวนการทำรองเท้า คนงานก็จะทำเพียงแค่ตัดหนังเท่านั้น^{[ 21 ] [ 55 ]} ใน ตัวอย่างที่มีชื่อเสียงของ อดัม สมิธเกี่ยวกับโรงงานผลิตเข็มหมุด คนงานแต่ละคนที่ทำงานเพียงอย่างเดียวมีประสิทธิภาพมากกว่าช่างฝีมือที่ทำเข็มหมุดทั้งอัน

ตั้งแต่ก่อนการปฏิวัติอุตสาหกรรมและต่อเนื่องมาจนถึงยุคปฏิวัติอุตสาหกรรม งานจำนวนมากถูกว่าจ้างช่วงภายใต้ระบบการผลิตแบบกระจาย (เรียกอีกอย่างว่าระบบการผลิตในครัวเรือน) ซึ่งงานจะทำที่บ้าน การผลิตแบบกระจายรวมถึงการปั่นด้าย การทอผ้า การตัดหนัง และที่พบได้น้อยกว่าคือสินค้าเฉพาะทาง เช่น ชิ้นส่วนอาวุธปืน โดยทั่วไปแล้วนายทุนพ่อค้าหรือช่างฝีมือจะเป็นผู้จัดหาวัสดุและรวบรวมชิ้นงาน ซึ่งจะนำไปผลิตเป็นผลิตภัณฑ์สำเร็จรูปในโรงงานส่วนกลาง^{[ 47 ] [ 21 ] [ 55 ]}

ในช่วงการปฏิวัติอุตสาหกรรม การผลิตส่วนใหญ่เกิดขึ้นในโรงงาน ซึ่งโดยทั่วไปจะตั้งอยู่ด้านหลังหรือชั้นบนของอาคารเดียวกันกับที่จำหน่ายสินค้าสำเร็จรูป โรงงานเหล่านี้ใช้เครื่องมือและบางครั้งก็ใช้เครื่องจักรแบบง่ายๆ ซึ่งโดยปกติแล้วใช้พลังงานจากมือหรือสัตว์ ช่างฝีมือ หัวหน้างาน หรือนายทุนพ่อค้าจะเป็นผู้ควบคุมดูแลงานและรักษาคุณภาพ โรงงานมีขนาดใหญ่ขึ้น แต่ถูกแทนที่ด้วยระบบโรงงานในช่วงต้นศตวรรษที่ 19 ภายใต้ระบบโรงงานนายทุนจะจ้างคนงาน จัดหาอาคาร เครื่องจักร และอุปกรณ์ และจัดการการขายผลิตภัณฑ์สำเร็จรูป^{[ 47 ]}

การเปลี่ยนแปลงกระบวนการทำงานแบบดั้งเดิมที่ดำเนินการหลังจากวิเคราะห์งานและทำให้เป็นระบบมากขึ้น ส่งผลให้ประสิทธิภาพการผลิตของแรงงานและทุนเพิ่มขึ้นอย่างมาก นี่คือการเปลี่ยนแปลงจากระบบงานฝีมือของยุโรป ซึ่งช่างฝีมือทำชิ้นงานทั้งชิ้น ไปสู่ระบบการผลิตของอเมริกาซึ่งใช้เครื่องจักรและเครื่องมือกลเฉพาะทางที่ผลิตชิ้นส่วนที่มีความแม่นยำเพื่อให้สามารถใช้ทดแทนกันได้กระบวนการนี้ใช้เวลาหลายทศวรรษในการพัฒนาให้สมบูรณ์แบบด้วยค่าใช้จ่ายมหาศาล เนื่องจากชิ้นส่วนที่สามารถใช้ทดแทนกันได้นั้นมีราคาแพงกว่าในตอนแรกชิ้นส่วนที่สามารถใช้ทดแทนกันได้นั้นทำได้โดยการใช้ฟิกซ์เจอร์เพื่อยึดและจัดตำแหน่งชิ้นส่วนที่กำลังกลึงอย่างแม่นยำ จิ๊กเพื่อนำทางเครื่องมือกล และเกจเพื่อวัดขนาดที่สำคัญของชิ้นส่วนสำเร็จรูป^{[ 47 ]}

กระบวนการทำงานอื่นๆ เกี่ยวข้องกับการลดจำนวนขั้นตอนในการทำงานแต่ละอย่าง เช่น การก่ออิฐ โดยการทำการศึกษาเวลาและการเคลื่อนไหวเพื่อกำหนดวิธีการที่ดีที่สุดเพียงวิธีเดียว ระบบนี้จึงเป็นที่รู้จักในชื่อTaylorismตามชื่อของFredrick Winslow Taylorซึ่งเป็นผู้พัฒนาวิธีการนี้ที่มีชื่อเสียงที่สุด และยังเป็นที่รู้จักในชื่อการจัดการเชิงวิทยาศาสตร์ตามชื่อผลงานของเขาเรื่อง^The Principles of Scientific Management [ ^{71 ]}

การกำหนดมาตรฐานและความสามารถในการใช้ทดแทนกันได้ถือเป็นเหตุผลหลักที่ทำให้สหรัฐอเมริกามีความโดดเด่น^{[ 72 ]}การกำหนดมาตรฐานเป็นส่วนหนึ่งของการเปลี่ยนแปลงไปสู่ชิ้นส่วนที่สามารถใช้ทดแทนกันได้แต่ยังได้รับการอำนวยความสะดวกจากอุตสาหกรรมรถไฟและสินค้าที่ผลิตจำนวนมาก^{[ 47 ] [ 73 ]} การกำหนดมาตรฐาน ขนาดรางรถไฟและมาตรฐานสำหรับรถไฟทำให้สามารถเชื่อมต่อทางรถไฟได้ เวลาของรถไฟทำให้เขตเวลาเป็นทางการ มาตรฐานอุตสาหกรรมรวมถึงขนาดและเกลียวของสกรู และต่อมามาตรฐานทางไฟฟ้า มาตรฐานตู้คอนเทนเนอร์ขนส่งสินค้าได้รับการนำมาใช้แบบหลวมๆ ในช่วงปลายทศวรรษ 1960 และนำมาใช้อย่างเป็นทางการประมาณปี 1970 ^{[ 66 ]} ปัจจุบันมีมาตรฐานทางเทคนิค จำนวนมาก มาตรฐานเชิงพาณิชย์รวมถึงสิ่งต่างๆ เช่น ขนาดเตียง มาตรฐานทางสถาปัตยกรรมครอบคลุมมิติต่างๆ มากมาย รวมถึงบันได ประตู ความสูงของเคาน์เตอร์ และการออกแบบอื่นๆ เพื่อทำให้ตัวอาคารปลอดภัย ใช้งานได้ และในบางกรณีอนุญาตให้สามารถใช้ทดแทนกันได้ในระดับหนึ่ง

การใช้ไฟฟ้าทำให้สามารถจัดวางเครื่องจักร เช่นเครื่องมือกลในรูปแบบที่เป็นระบบตามขั้นตอนการทำงาน การใช้ไฟฟ้าเป็นวิธีที่ใช้ได้จริงในการใช้มอเตอร์ขับเคลื่อนสายพานลำเลียงเพื่อส่งชิ้นส่วนและชุดประกอบไปยังคนงาน ซึ่งเป็นขั้นตอนสำคัญที่นำไปสู่การผลิตจำนวนมากและ สาย การประกอบ^{[ 20 ]}

การบริหารธุรกิจ ซึ่งรวมถึงแนวทางการจัดการและระบบบัญชี ถือเป็นรูปแบบการทำงานที่สำคัญอีกรูปแบบหนึ่ง เมื่อขนาดของธุรกิจเติบโตขึ้นในช่วงครึ่งหลังของศตวรรษที่ 19 ธุรกิจเหล่านั้นเริ่มมีการจัดระเบียบเป็นแผนกและบริหารจัดการโดยผู้จัดการมืออาชีพ แทนที่จะดำเนินการโดยเจ้าของคนเดียวหรือหุ้นส่วน^{[ 74 ]}

การบริหารธุรกิจอย่างที่เราทราบกันในปัจจุบันได้รับการพัฒนาโดยทางรถไฟซึ่งต้องติดตามขบวนรถไฟ ตู้รถไฟ อุปกรณ์ บุคลากร และสินค้าที่ขนส่งในพื้นที่กว้างใหญ่^{[ 74 ]}

ธุรกิจสมัยใหม่ (MBE) คือการจัดตั้งและบริหารจัดการธุรกิจ โดยเฉพาะธุรกิจขนาดใหญ่^{[ 75 ]} MBE จ้างผู้เชี่ยวชาญที่ใช้เทคนิคที่อิงความรู้ เช่น ด้านวิศวกรรม การวิจัยและพัฒนา เทคโนโลยีสารสนเทศ การบริหารธุรกิจ การเงิน และการบัญชี โดยทั่วไป MBE จะได้รับประโยชน์จากขนาดเศรษฐกิจ

“ก่อนที่จะมีการบัญชีทางรถไฟ พวกเราก็เหมือนตัวตุ่นที่ขุดโพรงอยู่ในความมืด” ^{[ 76 ]}แอนดรูว์ คาร์เนกี

การผลิตแบบต่อเนื่องเป็นวิธีการที่กระบวนการทำงานโดยไม่หยุดชะงักเป็นเวลานาน อาจนานถึงหลายปี การผลิตแบบต่อเนื่องเริ่มต้นด้วยเตาหลอมเหล็ก ในสมัยโบราณและได้รับความนิยมในกระบวนการแบบใช้เครื่องจักรหลังจากการประดิษฐ์ เครื่องจักรผลิตกระดาษ Fourdrinier ในช่วงการปฏิวัติอุตสาหกรรม ซึ่งเป็นแรงบันดาลใจให้กับการรีดแบบต่อเนื่อง^{[ 77 ]}เริ่มมีการใช้งานอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมเคมีและการกลั่นปิโตรเลียมในช่วงปลายศตวรรษที่สิบเก้าและต้นศตวรรษที่ยี่สิบ ต่อมาได้มีการนำไปใช้กับการหล่อแผ่นเหล็กและโลหะอื่นๆ โดยตรง

เครื่องจักรไอน้ำรุ่นแรกๆ ไม่สามารถให้กำลังไฟฟ้าที่ระดับโหลดคงที่ได้เพียงพอสำหรับการใช้งานต่อเนื่องหลายประเภท ตั้งแต่การปั่นฝ้ายไปจนถึงโรงรีดเหล็ก ทำให้แหล่งพลังงานของเครื่องจักรเหล่านี้จำกัดอยู่เพียงน้ำ ความก้าวหน้าในเครื่องจักรไอน้ำ เช่นเครื่องจักรไอน้ำคอร์ลิสและการพัฒนาทฤษฎีการควบคุมนำไปสู่ความเร็วรอบของเครื่องยนต์ที่คงที่มากขึ้น ซึ่งทำให้พลังงานไอน้ำมีประโยชน์สำหรับงานที่ต้องการความละเอียดอ่อน เช่น การปั่นฝ้าย มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสสลับ (AC) ซึ่งทำงานที่ความเร็วคงที่แม้ว่าโหลดจะเปลี่ยนแปลง ก็เหมาะสมกับกระบวนการดังกล่าวเป็นอย่างดี

การสูญเสียผลผลิตทางการเกษตรเนื่องจากการเน่าเสีย แมลง และหนู ส่งผลให้ผลผลิตลดลงอย่างมาก ก่อนที่การเก็บรักษาในที่ร่มหรือการคลุมด้วยวัสดุอื่นจะกลายเป็นเรื่องปกติ การพาสเจอร์ไรซ์นมทำให้สามารถขนส่งโดยทางรถไฟได้^{[ 26 ]}

การเลี้ยงปศุสัตว์ในโรงเรือนในช่วงฤดูหนาวช่วยลดปริมาณอาหารที่ต้องการ นอกจากนี้ การให้อาหารด้วยหญ้าแห้งสับและธัญพืชบด โดยเฉพาะข้าวโพด พบว่าช่วยปรับปรุงการย่อยอาหารได้^{[ 26 ]} ปริมาณอาหารที่จำเป็นในการผลิตไก่ที่มีน้ำหนักตัว 1 กิโลกรัมลดลงจาก 5 ในปี 1930 เหลือ 2 ในช่วงปลายทศวรรษ 1990 และระยะเวลาที่ต้องการลดลงจากสามเดือนเหลือหกสัปดาห์^{[ 17 ]}

การปฏิวัติเขียวทำให้ผลผลิตทางการเกษตรเพิ่มขึ้นถึง 3 เท่าสำหรับถั่วเหลือง และระหว่าง 4 ถึง 5 เท่าสำหรับข้าวโพด ข้าวสาลี ข้าว และพืชผลอื่นๆ จากการใช้ข้อมูลข้าวโพดในสหรัฐอเมริกา ผลผลิตเพิ่มขึ้นประมาณ 1.7 บุชเชลต่อเอเคอร์ตั้งแต่ต้นทศวรรษ 1940 จนถึงทศวรรษแรกของศตวรรษที่ 21 ซึ่งเป็นช่วงที่เริ่มมีการแสดงความกังวลเกี่ยวกับการถึงขีดจำกัดของการสังเคราะห์แสง เนื่องจากผลผลิตเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง อัตราการเพิ่มขึ้นต่อปีจึงลดลงจากกว่า 5% ในทศวรรษ 1940 เหลือเพียง 1% ในปัจจุบัน ดังนั้นในขณะที่ผลผลิตเคยแซงหน้าการเติบโตของประชากรอยู่ช่วงหนึ่ง แต่ปัจจุบันการเติบโตของผลผลิตกลับตามหลังการเติบโตของประชากรแล้ว

ผลผลิตสูงจะไม่สามารถเกิดขึ้นได้หากปราศจากการใช้ปุ๋ยอย่างมีนัยสำคัญ^{[ 79 ]}โดยเฉพาะปุ๋ยไนโตรเจนซึ่งมีราคาไม่แพงเนื่องจากกระบวนการแอมโมเนียของ Haber-Bosch ^{[ 80 ]} มีการใช้ปุ๋ยไนโตรเจนในหลายส่วนของเอเชียในปริมาณที่ผลตอบแทนลดลง^{[ 80 ]}ซึ่งอย่างไรก็ตามก็ยังคงทำให้ผลผลิตเพิ่มขึ้นเล็กน้อย พืชผลในแอฟริกาโดยทั่วไปขาดธาตุ NPK และดินส่วนใหญ่ของโลกขาดธาตุสังกะสี ซึ่งนำไปสู่การขาดธาตุอาหารในมนุษย์

ช่วงเวลาที่มีการเติบโตของผลผลิตทางการเกษตรมากที่สุดในสหรัฐอเมริกาเกิดขึ้นตั้งแต่สงครามโลกครั้งที่ 2 จนถึงทศวรรษ 1970 ^{[ 19 ]}

ที่ดินถือเป็นรูปแบบหนึ่งของทุน แต่กลับไม่ค่อยได้รับความสนใจเท่าที่ควรเมื่อเทียบกับความสำคัญในฐานะปัจจัยการผลิตจากนักเศรษฐศาสตร์สมัยใหม่ แม้ว่าจะเป็นสิ่งสำคัญในเศรษฐศาสตร์คลาสสิกก็ตาม อย่างไรก็ตาม ผลผลิตทางการเกษตรที่สูงขึ้นส่งผลให้ปริมาณที่ดินเพิ่มขึ้นอย่างมีประสิทธิภาพ

กระบวนการผลิตเหล็กหล่อเป็นที่รู้จักกันมาก่อนคริสต์ศตวรรษที่ 3 ในประเทศจีน^{[ 81 ]}การผลิตเหล็กหล่อแพร่หลายไปยังยุโรปในศตวรรษที่ 14 และไปยังอังกฤษราวปี 1500 เหล็กหล่อมีประโยชน์สำหรับการหล่อเป็นหม้อและเครื่องมืออื่นๆ แต่เปราะเกินไปสำหรับการทำเครื่องมือส่วนใหญ่ อย่างไรก็ตาม เหล็กหล่อมีอุณหภูมิหลอมเหลวต่ำกว่าเหล็กดัดและทำได้ง่ายกว่ามากด้วยเทคโนโลยีแบบดั้งเดิม^{[ 82 ]}เหล็กดัดเป็นวัสดุที่ใช้ในการทำฮาร์ดแวร์ เครื่องมือ และเครื่องมืออื่นๆ มากมาย ก่อนที่จะมีการผลิตเหล็กหล่อในยุโรป เหล็กดัดถูกผลิตเป็นล็อตเล็กๆ โดย กระบวนการ บลูเมอรีซึ่งไม่เคยใช้ในประเทศจีน^{[ 81 ]}เหล็กดัดสามารถทำจากเหล็กหล่อได้ในราคาที่ถูกกว่าการผลิตด้วยกระบวนการบลูเมอรี

กระบวนการราคาประหยัดสำหรับการผลิตเหล็กดัดคุณภาพดีคือการหลอมเหลวซึ่งแพร่หลายหลังจากปี 1800 ^{[ 83 ]}การหลอมเหลวเกี่ยวข้องกับการกวนเหล็กหล่อหลอมเหลวจนกระทั่งเกิดเป็นก้อนเล็กๆ ที่ลดคาร์บอนลงเพียงพอที่จะก่อตัวเป็นก้อนเหล็กดัดร้อน จากนั้นจึงนำออกและตีขึ้นรูป การหลอมเหลวต้องใช้แรงงานมาก การหลอมเหลวถูกใช้จนกระทั่งมีการนำกระบวนการเบสเซเมอร์และเตาหลอมแบบเปิดมาใช้ในช่วงกลางและปลายศตวรรษที่ 19 ตามลำดับ^{[ 21 ]}

เหล็กกล้าแบบ Blister ผลิตจากเหล็กดัดโดยการบรรจุเหล็กดัดลงในถ่านและให้ความร้อนเป็นเวลาหลายวัน ดู: กระบวนการซีเมนต์เหล็กกล้าแบบ Blister สามารถนำไปให้ความร้อนและตีด้วยเหล็กดัดเพื่อทำเหล็กกล้าแบบ Shear ซึ่งใช้สำหรับขอบคม เช่น กรรไกร มีด และขวาน เหล็กกล้าแบบ Shear มีคุณภาพไม่สม่ำเสมอและจำเป็นต้องมีกระบวนการที่ดีกว่าในการผลิตสปริงนาฬิกา ซึ่งเป็นสินค้าฟุ่มเฟือยที่ได้รับความนิยมในศตวรรษที่ 18 กระบวนการที่ประสบความสำเร็จคือเหล็กกล้าแบบ Crucibleซึ่งทำโดยการหลอมเหล็กดัดและเหล็กกล้าแบบ Blister ในเบ้าหลอม^{[ 21 ] [ 28 ]}

การผลิตเหล็กและโลหะอื่นๆ ถูกขัดขวางโดยความยากลำบากในการสร้างอุณหภูมิที่สูงเพียงพอสำหรับการหลอม การทำความเข้าใจหลักการทางเทอร์โมไดนามิก เช่น การดึงความร้อนจากก๊าซไอเสียกลับมาใช้ใหม่โดยการอุ่นอากาศเผาไหม้ล่วงหน้า ซึ่งเรียกว่าการเป่าลมร้อนส่งผลให้ประสิทธิภาพการใช้พลังงานสูงขึ้นและอุณหภูมิสูงขึ้น อากาศเผาไหม้ที่อุ่นล่วงหน้าถูกนำมาใช้ในการผลิตเหล็กและในเตาหลอมแบบเปิดในปี 1780 ก่อนการนำการเป่าลมร้อนมาใช้ในปี 1829 ต้องใช้ถ่านโค้กถึงเจ็ดเท่าของน้ำหนักของเหล็กหล่อที่เป็นผลิตภัณฑ์^{[ 84 ]} น้ำหนักถ่านโค้กต่อเหล็กหล่อหนึ่งตันสั้นอยู่ที่ 35 ในปี 1900 ลดลงเหลือ 13 ในปี 1950 ในปี 1970 เตาหลอมแบบเป่าลมที่มีประสิทธิภาพมากที่สุดใช้ถ่านโค้ก 1000 ปอนด์ต่อเหล็กหล่อหนึ่งตันสั้น^{[ 27 ]}

เหล็กกล้ามีความแข็งแรงสูงกว่าเหล็กดัด มาก จึงสามารถใช้สร้างสะพานช่วงยาว อาคารสูง รถยนต์ และสิ่งของอื่นๆ ได้ นอกจากนี้ เหล็กกล้ายังใช้ทำตัวยึดเกลียว (สกรู น็อต สลักเกลียว) ตะปู ลวด และอุปกรณ์ฮาร์ดแวร์อื่นๆ ได้ดีกว่า รางเหล็กมีอายุการใช้งานยาวนานกว่ารางเหล็กดัด ถึง 10 เท่า ^{[ 85 ]}

กระบวนการผลิตเหล็กแบบเบสเซเมอร์และแบบเตาเปิดมีประสิทธิภาพมากกว่าการผลิตเหล็กด้วยกระบวนการพุดดิ้ง มาก เนื่องจากใช้คาร์บอนในเหล็กดิบเป็นแหล่งความร้อน กระบวนการ เบสเซเมอร์ (จดสิทธิบัตรในปี 1855) และ กระบวนการ ซีเมนส์-มาร์ติน (ประมาณปี 1865) ช่วยลดต้นทุนการผลิตเหล็ก ได้อย่างมาก เมื่อถึงปลายศตวรรษที่ 19 กระบวนการ "พื้นฐาน" ของกิลเชิร์สต์-โทมัสได้ลดต้นทุนการผลิตลงถึง 90% เมื่อเทียบกับกระบวนการพุดดิ้งในช่วงกลางศตวรรษ

ปัจจุบันมี เหล็กอัลลอยหลากหลายชนิดที่มีคุณสมบัติที่เหนือกว่าสำหรับการใช้งานพิเศษ เช่น รถยนต์ ท่อส่ง และดอกสว่าน เหล็กความเร็วสูงหรือเหล็กเครื่องมือ ซึ่งเริ่มพัฒนาในช่วงปลายศตวรรษที่ 19 ทำให้เครื่องมือกลสามารถตัดเหล็กได้ด้วยความเร็วที่สูงขึ้นมาก^{[ 86 ]} เหล็กความเร็วสูงและวัสดุที่แข็งกว่านั้นเป็นส่วนประกอบสำคัญของการผลิตรถยนต์ จำนวนมาก ^{[ 87 ]}

วัสดุพิเศษที่สำคัญที่สุดบางชนิด ได้แก่ ใบพัด กังหันไอน้ำและกังหันก๊าซซึ่งต้องทนต่อแรงเค้นเชิงกลที่รุนแรงและอุณหภูมิสูง^{[ 28 ]}

ขนาดของเตาหลอมเหล็กเพิ่มขึ้นอย่างมากในช่วงศตวรรษที่ 20 และนวัตกรรมต่างๆ เช่น การกู้คืนความร้อนเพิ่มเติมและถ่านหินบดละเอียด ซึ่งเข้ามาแทนที่โค้กและเพิ่มประสิทธิภาพการใช้พลังงาน^{[ 88 ]}

เหล็กเบสเซเมอร์เปราะขึ้นตามอายุเนื่องจากมีการนำไนโตรเจนเข้ามาเมื่อเป่าอากาศเข้าไป^{[ 89 ]}กระบวนการเบสเซเมอร์ยังจำกัดเฉพาะแร่บางชนิด (เฮมาไทต์ฟอสเฟตต่ำ) ในช่วงปลายศตวรรษที่ 19 กระบวนการเบสเซเมอร์ถูกแทนที่ด้วยเตาหลอมแบบเปิด (OHF) หลังสงครามโลกครั้งที่ 2 OHF ถูกแทนที่ด้วยเตาหลอมออกซิเจนพื้นฐาน (BOF) ซึ่งใช้ออกซิเจนแทนอากาศและใช้เวลาประมาณ 35-40 นาทีในการผลิตเหล็กหนึ่งชุด เทียบกับ 8-9 ชั่วโมงสำหรับ OHF นอกจากนี้ BOF ยังมีประสิทธิภาพด้านพลังงานมากกว่า^{[ 88 ]}

ภายในปี พ.ศ. 2456 เหล็กกล้า 80% ผลิตจากเหล็กดิบหลอมเหลวโดยตรงจากเตาหลอมเหล็ก ทำให้ไม่ต้องผ่านขั้นตอนการหล่อ "แท่งเหล็ก" (แท่งโลหะ) และการหลอมใหม่^{[ 59 ]}

เครื่องรีดแผ่นเหล็กกว้างแบบต่อเนื่อง ซึ่งพัฒนาโดย ARMCO ในปี 1928 ถือเป็นการพัฒนาที่สำคัญที่สุดในอุตสาหกรรมเหล็กในช่วงระหว่างสงครามโลกครั้งที่หนึ่งและครั้งที่สอง^{[ 90 ]}การรีดแผ่นเหล็กกว้างแบบต่อเนื่องเริ่มต้นด้วยแท่งเหล็กหนาและหยาบ ทำให้ได้แผ่นเหล็กที่เรียบกว่าและมีความหนาสม่ำเสมอกว่า ซึ่งดีกว่าสำหรับการปั๊มขึ้นรูปและให้พื้นผิวที่ทาสีได้สวยงาม เหมาะสำหรับเหล็กตัวถังรถยนต์และเครื่องใช้ไฟฟ้า ใช้แรงงานเพียงเศษเสี้ยวของกระบวนการแบบไม่ต่อเนื่อง และปลอดภัยกว่าเพราะไม่จำเป็นต้องมีการจัดการอย่างต่อเนื่อง การรีดแบบต่อเนื่องเป็นไปได้ด้วยการควบคุมความเร็วส่วนที่ดีขึ้น ดู: ระบบอัตโนมัติ การควบคุมกระบวนการ และเซอร์โวกลไก

หลังปี 1950 การหล่อแบบต่อเนื่องมีส่วนช่วยเพิ่มผลผลิตในการแปลงเหล็กให้เป็นรูปทรงโครงสร้างโดยการกำจัดขั้นตอนที่ไม่ต่อเนื่องของการทำแผ่นเหล็ก แท่งเหล็ก (หน้าตัดสี่เหลี่ยมจัตุรัส) หรือแท่งเหล็ก (สี่เหลี่ยมผืนผ้า) ซึ่งโดยปกติแล้วจะต้องนำไปให้ความร้อนอีกครั้งก่อนที่จะรีดเป็นรูปทรงต่างๆ^{[ 24 ]} การหล่อแผ่นเหล็กบางที่เริ่มใช้ในปี 1989 ช่วยลดแรงงานลงเหลือไม่ถึงหนึ่งชั่วโมงต่อตัน การหล่อแผ่นเหล็กบางแบบต่อเนื่องและ BOF เป็นความก้าวหน้าด้านผลผลิตที่สำคัญที่สุดสองประการในการผลิตเหล็กในศตวรรษที่ 20 ^{[ 91 ]}

ผลจากนวัตกรรมเหล่านี้ ระหว่างปี พ.ศ. 2463 ถึง พ.ศ. 2543 ความต้องการแรงงานในอุตสาหกรรมเหล็กลดลงถึง 1,000 เท่า จากมากกว่า 3 ชั่วโมงต่อตัน เหลือเพียง 0.003 ชั่วโมง^{[ 24 ]}

สารประกอบโซเดียม ได้แก่ คาร์บอเนต ไบคาร์บอเนต และไฮดรอกไซด์ เป็นสารเคมีอุตสาหกรรมที่สำคัญซึ่งใช้ในผลิตภัณฑ์ที่สำคัญ เช่น การทำแก้วและสบู่ จนกระทั่งมีการคิดค้นกระบวนการเลอบลองก์ในปี 1791 โซเดียมคาร์บอเนตถูกผลิตขึ้นด้วยต้นทุนสูงจากเถ้าของสาหร่ายทะเลและพืชบาริลลากระบวนการเลอบลองก์ถูกแทนที่ด้วยกระบวนการโซลเวย์ตั้งแต่ช่วงปี 1860 เป็นต้นมา ด้วยการแพร่หลายของไฟฟ้าที่มีราคาถูก โซเดียมจำนวนมากจึงถูกผลิตขึ้นพร้อมกับคลอรีนโดยกระบวนการทางเคมีไฟฟ้า^{[ 21 ]}

ซีเมนต์เป็นสารยึดเกาะสำหรับคอนกรีตซึ่งเป็นหนึ่งในวัสดุก่อสร้างที่ใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุดในปัจจุบัน เนื่องจากมีต้นทุนต่ำ ใช้งานได้หลากหลาย และทนทาน ปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ซึ่งคิดค้นขึ้นในปี 1824–1825 ผลิตโดยการเผาหินปูนและแร่ธาตุที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติอื่นๆ ในเตาเผา^{[ 92 ]}ความก้าวหน้าครั้งสำคัญคือการพัฒนาเตาเผาซีเมนต์แบบหมุนในช่วงปี 1890 ซึ่งเป็นวิธีการที่ยังคงใช้กันอยู่ในปัจจุบัน^{[ 93 ]}คอนกรีตเสริมเหล็ก ซึ่งเหมาะสำหรับโครงสร้าง เริ่มนำมาใช้ในช่วงต้นศตวรรษที่ 20 ^{[ 94 ]}

การผลิตกระดาษทำด้วยมือทีละแผ่นจนกระทั่งมีการพัฒนาเครื่องจักรผลิตกระดาษ Fourdrinier (ประมาณปี 1801) ซึ่งสามารถผลิตกระดาษได้เป็นแผ่นต่อเนื่อง การผลิตกระดาษถูกจำกัดอย่างมากจากปริมาณเศษผ้าฝ้ายและผ้าลินินตั้งแต่การประดิษฐ์แท่นพิมพ์จนกระทั่งมีการพัฒนาเยื่อไม้ (ประมาณปี 1850) เพื่อแก้ปัญหาการขาดแคลนเศษผ้า^{[ 4 ]} กระบวนการซัลไฟต์สำหรับการผลิตเยื่อไม้เริ่มดำเนินการในสวีเดนในปี 1874 กระดาษที่ทำจากเยื่อซัลไฟต์มีคุณสมบัติความแข็งแรงที่เหนือกว่าเยื่อไม้บดที่ใช้ก่อนหน้านี้ (ประมาณปี 1840) ^{[ 95 ]}กระบวนการ ผลิตเยื่อกระดาษคราฟ ต์ (ภาษาสวีเดนแปลว่าแข็งแรง ) ได้รับการนำมาใช้ในเชิงพาณิชย์ในช่วงปี 1930 สารเคมีที่ใช้ในการผลิตเยื่อกระดาษจะถูกนำกลับมาใช้ใหม่และรีไซเคิลภายในกระบวนการคราฟต์ ซึ่งช่วยประหยัดพลังงานและลดมลพิษ^{[ 95 ] [ 96 ]}กระดาษ แข็งคราฟต์เป็นวัสดุที่ใช้ทำชั้นนอกของกล่องกระดาษลูกฟูก ก่อนที่กล่องกระดาษลูกฟูกคราฟท์จะวางจำหน่าย บรรจุภัณฑ์ประกอบด้วยกล่องกระดาษและกระดาษแข็งคุณภาพต่ำ รวมถึงกล่องไม้และลังไม้ กล่องกระดาษลูกฟูกใช้แรงงานน้อยกว่ากล่องไม้มากในการผลิต และให้การปกป้องที่ดีต่อสิ่งของภายใน^{[ 95 ]} ตู้คอนเทนเนอร์สำหรับการขนส่งช่วยลดความจำเป็นในการใช้บรรจุภัณฑ์^{[ 66 ]}

ยางวัลคาไนซ์ทำให้เกิดยางรถยนต์แบบใช้ลม ซึ่งส่งผลให้เกิดการพัฒนารถยนต์ทั้งบนถนนและนอกถนนอย่างที่เราเห็นในปัจจุบัน ยางสังเคราะห์มีความสำคัญในช่วงสงครามโลกครั้งที่สอง เมื่อการจัดหายางธรรมชาติถูกตัดขาด

ยางเป็นแรงบันดาลใจให้เกิดสารเคมีกลุ่มหนึ่งที่เรียกว่าอีลาสโตเมอร์ซึ่งบางชนิดถูกนำมาใช้โดยตรงหรือผสมกับยางและสารประกอบอื่นๆ สำหรับทำซีลและปะเก็น กันชนดูดซับแรงกระแทก และการใช้งานอื่นๆ อีกมากมาย

พลาสติกสามารถนำมาผลิตเป็นของใช้ในชีวิตประจำวันได้ในราคาไม่แพง และช่วยลดต้นทุนของสินค้าหลากหลายประเภทอย่างมาก รวมถึงบรรจุภัณฑ์ ภาชนะ ชิ้นส่วน และท่อประปาในครัวเรือน

ใยแก้วนำแสงเริ่มเข้ามาแทนที่สายทองแดงในเครือข่ายโทรศัพท์ในช่วงทศวรรษ 1980 ใยแก้วนำแสงมีเส้นผ่านศูนย์กลางเล็กมาก ทำให้สามารถรวมใยแก้วนำแสงจำนวนมากไว้ในสายเคเบิลหรือท่อร้อยสายได้ นอกจากนี้ ใยแก้วนำแสงยังเป็นวิธีการส่งสัญญาณที่มีประสิทธิภาพด้านพลังงานอีกด้วย

การสำรวจทางธรณีวิทยาด้วยคลื่นเสียงสะท้อน ซึ่งเริ่มต้นในทศวรรษ 1920 ใช้คลื่นเสียงสะท้อนเพื่อทำแผนที่ธรณีวิทยาใต้ผิวดินเพื่อช่วยระบุตำแหน่งแหล่งกักเก็บน้ำมันที่มีศักยภาพ วิธีนี้พัฒนาขึ้นอย่างมากจากวิธีการก่อนหน้านี้ ซึ่งส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับโชคและความรู้ทางธรณีวิทยาที่ดี แม้ว่าโชคยังคงมีความสำคัญในการค้นพบครั้งสำคัญหลายครั้งก็ตาม การเจาะแบบหมุนเป็นวิธีที่รวดเร็วและมีประสิทธิภาพมากขึ้นในการเจาะบ่อน้ำมันและน้ำ วิธีนี้ได้รับความนิยมหลังจากนำไปใช้ในการค้นพบแหล่งน้ำมันอีสต์เท็กซัสครั้งแรกในปี 1930

มีการพัฒนาวัสดุแข็งชนิดใหม่จำนวนมากสำหรับคมตัด เช่น ในงานกลึง เหล็กมูเช็ตซึ่งพัฒนาขึ้นในปี พ.ศ. 2411 เป็นต้นแบบของเหล็กความเร็วสูงซึ่งพัฒนาโดยทีมงานที่นำโดยเฟรดริก วินสโลว์ เทย์เลอร์ที่บริษัทเบธเลเฮม สตีลประมาณปี พ.ศ. 2443 ^{[ 71 ]} เหล็กความเร็วสูงยังคงความแข็งไว้ได้แม้ว่าจะร้อนจัดก็ตาม ต่อมาได้มีการพัฒนาโลหะผสมสมัยใหม่ขึ้นมาอีกหลายชนิด

ตั้งแต่ปี พ.ศ. 2478 ถึง พ.ศ. 2498 ความเร็วในการตัดเฉือนเพิ่มขึ้นจาก 120 ถึง 200 ฟุต/นาที เป็น 1,000 ฟุต/นาที เนื่องจากคมตัดที่แข็งขึ้น ทำให้ต้นทุนการตัดเฉือนลดลง 75% ^{[ 97 ]}

หนึ่งในวัสดุแข็งชนิดใหม่ที่สำคัญที่สุดสำหรับการตัดคือทังสเตนคาร์ไบด์

การลดการใช้วัสดุคือการลดการใช้วัสดุในการผลิต การก่อสร้าง บรรจุภัณฑ์ หรือการใช้งานอื่นๆ ในสหรัฐอเมริกา ปริมาณวัตถุดิบต่อหน่วยผลผลิตลดลงประมาณ 60% ตั้งแต่ปี พ.ศ. 2443 ในญี่ปุ่น การลดลงอยู่ที่ 40% ตั้งแต่ปี พ.ศ. 2516 ^{[ 98 ]}

การลดการใช้วัสดุเป็นไปได้ด้วยการทดแทนด้วยวัสดุที่ดีกว่าและด้วยวิศวกรรมเพื่อลดน้ำหนักในขณะที่ยังคงรักษาฟังก์ชันการใช้งาน ตัวอย่างสมัยใหม่ ได้แก่ ภาชนะบรรจุเครื่องดื่มพลาสติกที่ใช้แทนแก้วและกระดาษแข็ง ฟิล์มพลาสติกหดตัวที่ใช้ในการขนส่ง และวัสดุบรรจุภัณฑ์พลาสติกน้ำหนักเบา การลดการใช้วัสดุเกิดขึ้นในอุตสาหกรรมเหล็กของสหรัฐอเมริกา ซึ่งมีการบริโภคสูงสุดในปี 1973 ทั้งในแง่ปริมาณและต่อหัว^{[ 88 ]}ในขณะเดียวกัน การบริโภคเหล็กต่อหัวก็เพิ่มขึ้นทั่วโลกผ่านการว่าจ้างการผลิตจากภายนอกไปยังประเทศกำลังพัฒนา^{[ 99 ]}ผลิตภัณฑ์มวลรวมภายในประเทศ (GDP) หรือความมั่งคั่งสะสมทั่วโลกเติบโตในสัดส่วนโดยตรงกับการบริโภคพลังงานตั้งแต่ปี 1970 ในขณะที่ปรากฏการณ์ Jevonsระบุว่าการปรับปรุงประสิทธิภาพนำไปสู่การบริโภคพลังงานที่เพิ่มขึ้น^{[ 100 ] [ 101 ]}การเข้าถึงพลังงานทั่วโลกเป็นข้อจำกัดของการลดการใช้วัสดุ^{[ 102 ]}

โทรเลขปรากฏขึ้นในช่วงเริ่มต้นของยุคทางรถไฟ และโดยทั่วไปแล้วทางรถไฟจะติดตั้งสายโทรเลขตามเส้นทางเพื่อสื่อสารกับรถไฟ^{[ 103 ]}

เครื่องพิมพ์โทรเลขปรากฏขึ้นในปี พ.ศ. 2453 ^{[ 104 ]}และได้เข้ามาแทนที่ผู้ปฏิบัติการรหัสมอร์สระหว่าง 80 ถึง 90% ภายในปี พ.ศ. 2462 มีการประมาณการว่าพนักงานพิมพ์โทรเลข 1 คนสามารถแทนที่ผู้ปฏิบัติการรหัสมอร์สได้ถึง 15 คน^{[ 59 ]}

การใช้โทรศัพท์ในช่วงแรกส่วนใหญ่เป็นไปเพื่อธุรกิจ ค่าบริการรายเดือนคิดเป็นประมาณหนึ่งในสามของรายได้เฉลี่ยของคนงาน^{[ 24 ]}โทรศัพท์ควบคู่ไปกับรถบรรทุกและเครือข่ายถนนใหม่ทำให้ธุรกิจต่างๆ สามารถลดสินค้าคงคลังลงได้อย่างมากในช่วงทศวรรษ 1920 ^{[ 51 ]}

การโทรทางโทรศัพท์ดำเนินการโดยพนักงานโอเปอเรเตอร์โดยใช้แผงสวิตช์จนกระทั่งมีการนำแผงสวิตช์อัตโนมัติมาใช้ในปี พ.ศ. 2435 ภายในปี พ.ศ. 2462 ระบบของเบลล์เป็นระบบอัตโนมัติถึง 31.9% ^{[ 59 ]}

เดิมทีระบบสลับสายโทรศัพท์อัตโนมัติใช้สวิตช์ไฟฟ้าเชิงกลที่ควบคุมโดยอุปกรณ์หลอดสุญญากาศ ซึ่งใช้ไฟฟ้าจำนวนมาก ปริมาณการโทรเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วจนเกิดความกังวลว่าระบบโทรศัพท์จะใช้ไฟฟ้าที่ผลิตได้ทั้งหมด ทำให้Bell Labsเริ่มทำการวิจัยเกี่ยว^กับทรานซิสเตอร์^[ 105 ^]

หลังสงครามโลกครั้งที่สองการส่งสัญญาณด้วยคลื่นไมโครเวฟเริ่มถูกนำมาใช้สำหรับการโทรทางไกลและการส่งรายการโทรทัศน์ไปยังสถานีท้องถิ่นเพื่อออกอากาศซ้ำ

การแพร่หลายของโทรศัพท์ไปยังครัวเรือนนั้นสมบูรณ์แล้วเมื่อการสื่อสารด้วยใยแก้วนำแสง เข้ามา ในช่วงปลายทศวรรษ 1970 ใยแก้วนำแสงช่วยเพิ่มขีดความสามารถในการส่งข้อมูลมากกว่าสายทองแดงแบบเดิมอย่างมาก และยังช่วยลดต้นทุนการสื่อสารทางไกลลงอีกด้วย^{[ 106 ]}

ดาวเทียมสื่อสารเริ่มใช้งานในช่วงทศวรรษ 1960 และปัจจุบันส่งข้อมูลหลากหลายประเภท รวมถึงข้อมูลธุรกรรมบัตรเครดิต วิทยุ โทรทัศน์ และการโทรศัพท์^{[ 103 ]} ระบบระบุตำแหน่งทั่วโลก (GPS) ทำงานโดยใช้สัญญาณจากดาวเทียม

เครื่อง แฟกซ์ (คำย่อของแฟกซ์) ประเภทต่างๆ มีมาตั้งแต่ต้นทศวรรษ 1900 แต่เริ่มแพร่หลายมากขึ้นตั้งแต่กลางทศวรรษ 1970 เป็นต้นมา

ก่อนที่จะมีการจัดหาน้ำประปาให้กับครัวเรือน จำเป็นต้องมีคนขนน้ำมากถึง 10,000 แกลลอนต่อปีไปยังครัวเรือนโดยเฉลี่ย^{[ 107 ]}

ก๊าซธรรมชาติเริ่มมีการนำมาใช้จ่ายในครัวเรือนในช่วงปลายศตวรรษที่ 19

เครื่องใช้ในครัวเรือนเกิดขึ้นตามหลังการใช้ไฟฟ้าในครัวเรือนในช่วงทศวรรษ 1920 โดยผู้บริโภคซื้อเตาไฟฟ้า เครื่องปิ้งขนมปัง ตู้เย็น และเครื่องซักผ้า ผลจากเครื่องใช้ไฟฟ้าและอาหารสำเร็จรูป ทำให้เวลาที่ใช้ในการเตรียมอาหาร การทำความสะอาด การซักผ้า และการทำความสะอาดลดลงจาก 58 ชั่วโมงต่อสัปดาห์ในปี 1900 เหลือ 18 ชั่วโมงต่อสัปดาห์ในปี 1975 การใช้เวลาน้อยลงในการทำงานบ้านทำให้ผู้หญิงจำนวนมากขึ้นสามารถเข้าสู่ตลาดแรงงานได้^{[ 108 ]}

การทำงานอัตโนมัติหมายถึงการควบคุมอัตโนมัติ ซึ่งหมายความว่ากระบวนการจะดำเนินการโดยมีการแทรกแซงจากผู้ปฏิบัติงานน้อยที่สุด ระดับต่างๆ ของการทำงานอัตโนมัติ ได้แก่ วิธีการทางกลรีเลย์ ไฟฟ้า การควบคุมแบบป้อนกลับด้วยตัวควบคุมและการควบคุมด้วยคอมพิวเตอร์ การใช้งานการทำงานอัตโนมัติโดยทั่วไป ได้แก่ การควบคุมอุณหภูมิ การไหล และความดัน การควบคุมความเร็วอัตโนมัติมีความสำคัญในการใช้งานทางอุตสาหกรรมหลายอย่าง โดยเฉพาะอย่างยิ่งในระบบขับเคลื่อนแบบแบ่งส่วน เช่น ที่พบในการรีดโลหะและการอบแห้งกระดาษ^{[ 109 ]}

การประยุกต์ใช้การควบคุมกระบวนการในยุคแรกเริ่มคือกลไกที่ปรับช่องว่างระหว่างหินโม่เพื่อบดเมล็ดพืชและเพื่อให้กังหันลมหันหน้าเข้าหาลมตัวควบคุมแรงเหวี่ยงที่ใช้ในการปรับหินโม่ถูกลอกเลียนแบบโดยเจมส์ วัตต์ เพื่อควบคุมความเร็วของเครื่องยนต์ไอน้ำเพื่อตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงของภาระความร้อนในหม้อไอน้ำ อย่างไรก็ตาม หากภาระของเครื่องยนต์เปลี่ยนแปลง ตัวควบคุมจะรักษาความเร็วให้คงที่ในอัตราใหม่เท่านั้น ต้องใช้การพัฒนาอย่างมากเพื่อให้ได้ระดับความคงที่ที่จำเป็นต่อการใช้งานเครื่องจักรสิ่งทอ^{[ 110 ]}การวิเคราะห์ทางคณิตศาสตร์ของทฤษฎีการควบคุมได้รับการพัฒนาครั้งแรกโดยเจมส์ คลาร์ก แม็กซ์เวลล์ทฤษฎีการควบคุมได้รับการพัฒนาไปสู่รูปแบบ "คลาสสิก" ในช่วงทศวรรษ 1950 ^{[ 111 ]}ดู: ทฤษฎีการควบคุม#ประวัติศาสตร์

การนำไฟฟ้า มาใช้ ในโรงงานทำให้เกิดระบบควบคุมไฟฟ้าแบบง่ายๆ เช่นวงจรลอจิกแบบบันไดซึ่งสามารถใช้ปุ่มกดเพื่อสั่งงานรีเลย์เพื่อสตาร์ทมอเตอร์ได้ นอกจากนี้ยังสามารถเพิ่มระบบควบคุมอื่นๆ เช่น ระบบล็อก ระบบตั้งเวลา และสวิตช์จำกัดระยะ เข้าไปในวงจรได้อีกด้วย

ในปัจจุบัน การทำงานอัตโนมัติมักหมายถึงการควบคุมแบบป้อนกลับ ตัวอย่างเช่น ระบบควบคุมความเร็วอัตโนมัติในรถยนต์ ซึ่งจะทำการแก้ไขอย่างต่อเนื่องเมื่อเซ็นเซอร์ที่วัดตัวแปรที่ต้องการควบคุม (ความเร็วในตัวอย่างนี้) เบี่ยงเบนจากค่าที่ตั้งไว้ และสามารถตอบสนองในลักษณะแก้ไขเพื่อรักษาระดับความเร็วให้คงที่ได้ การควบคุมกระบวนการเป็นรูปแบบการทำงานอัตโนมัติที่ใช้กันทั่วไป ซึ่งช่วยให้การดำเนินงานในภาคอุตสาหกรรม เช่น โรงกลั่นน้ำมัน โรงไฟฟ้าพลังไอน้ำ หรือโรงงานกระดาษ สามารถดำเนินการได้โดยใช้แรงงานคนน้อยที่สุด โดยปกติจะควบคุมจากห้องควบคุมหลายห้อง

ความต้องการเครื่องมือวัดเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วเนื่องจากโรงไฟฟ้ากลางเติบโตอย่างรวดเร็วหลังสงครามโลกครั้งที่หนึ่ง เครื่องมือวัดยังมีความสำคัญสำหรับเตาอบความร้อน โรงงานเคมี และโรงกลั่น เครื่องมือวัดทั่วไปใช้สำหรับวัดอุณหภูมิ ความดัน หรืออัตราการไหล โดยทั่วไปจะบันทึกค่าที่วัดได้บนแผนภูมิวงกลมหรือแผนภูมิแถบ จนถึงช่วงทศวรรษที่ 1930 การควบคุมมักจะเป็นแบบ "วงเปิด" ซึ่งหมายความว่าไม่ได้ใช้การป้อนกลับ ผู้ปฏิบัติงานทำการปรับเปลี่ยนต่างๆ โดยวิธีการต่างๆ เช่น การหมุนคันโยกบนวาล์ว^{[ 111 ]}หากทำจากห้องควบคุม ข้อความสามารถส่งไปยังผู้ปฏิบัติงานในโรงงานได้โดยใช้แสงสี เพื่อแจ้งให้เขาทราบว่าควรเพิ่มหรือลดสิ่งที่กำลังควบคุมอยู่ สัญญาณไฟทำงานโดยแผงสวิตช์ ซึ่งในไม่ช้าก็กลายเป็นระบบอัตโนมัติ^{[ 112 ]}การควบคุมอัตโนมัติเป็นไปได้ด้วยตัวควบคุมการป้อนกลับ ซึ่งตรวจจับตัวแปรที่วัดได้ วัดค่าเบี่ยงเบนจากจุดตั้งค่า และอาจวัดอัตราการเปลี่ยนแปลงและปริมาณค่าเบี่ยงเบนที่ถ่วงน้ำหนักตามเวลา เปรียบเทียบกับจุดตั้งค่า และใช้การปรับเปลี่ยนที่คำนวณโดยอัตโนมัติ ตัวควบคุมแบบแยกส่วนอาจใช้การผสมผสานระหว่างกลไก นิวแมติก ไฮดรอลิก หรืออิเล็กทรอนิกส์ เพื่อควบคุมอุปกรณ์ที่ต้องการควบคุม ในอดีตมีแนวโน้มใช้ระบบควบคุมอิเล็กทรอนิกส์หลังจากที่มีการพัฒนาขึ้นมา แต่ปัจจุบันมีแนวโน้มใช้คอมพิวเตอร์เข้ามาแทนที่ตัวควบคุมแต่ละตัว

ในช่วงปลายทศวรรษ 1930 การควบคุมแบบป้อนกลับเริ่มมีการใช้งานอย่างแพร่หลาย^{[ 111 ]}การควบคุมแบบป้อนกลับเป็นเทคโนโลยีที่สำคัญสำหรับการผลิตอย่างต่อเนื่อง

การนำระบบโทรศัพท์อัตโนมัติมาใช้ทำให้สามารถโทรออกไปยังหมายเลขท้องถิ่นได้โดยตรง แทนที่จะต้องผ่านโอเปเรเตอร์ ยิ่งไปกว่านั้น ระบบอัตโนมัติยังช่วยให้ผู้โทรสามารถโทรทางไกลได้โดยตรงในที่สุด โอเปเรเตอร์เกือบทั้งหมดก็ถูกแทนที่ด้วยระบบอัตโนมัติ

เครื่องมือกลถูกนำมาใช้ระบบอัตโนมัติด้วยการควบคุมเชิงตัวเลข (NC) ในช่วงทศวรรษ 1950 และต่อมาได้พัฒนาไปสู่การควบคุมเชิงตัวเลขด้วยคอมพิวเตอร์ (CNC)

เซอร์โวกลไกโดยทั่วไปคืออุปกรณ์ควบคุมตำแหน่งหรือความเร็วที่ใช้การป้อนกลับ ความเข้าใจเกี่ยวกับอุปกรณ์เหล่านี้ครอบคลุมอยู่ในทฤษฎีการควบคุมทฤษฎีการควบคุมถูกนำไปประยุกต์ใช้ในการบังคับทิศทางเรือได้สำเร็จในช่วงทศวรรษ 1890 แต่หลังจากพบกับการต่อต้านจากบุคลากร ก็ไม่ได้ถูกนำไปใช้อย่างแพร่หลายในด้านนั้นจนกระทั่งหลังสงครามโลกครั้งที่หนึ่ง เซอร์โวกลไกมีความสำคัญอย่างยิ่งในการควบคุมเสถียรภาพอัตโนมัติสำหรับเครื่องบินและในการใช้งานทางอุตสาหกรรมที่หลากหลาย

หุ่นยนต์อุตสาหกรรมถูกนำมาใช้ในวงจำกัดตั้งแต่ทศวรรษ 1960 แต่เริ่มเติบโตอย่างรวดเร็วในช่วงกลางทศวรรษ 1980 หลังจากมีการใช้งานไมโครโปรเซสเซอร์อย่างแพร่หลายเพื่อควบคุมหุ่นยนต์เหล่านั้น ในปี 2000 มีหุ่นยนต์มากกว่า 700,000 ตัวทั่วโลก^{[ 17 ]}

การประมวลผลข้อมูลด้วยไฟฟ้าในยุคแรกทำได้โดยการใช้บัตรเจาะรูผ่านเครื่องคำนวณ โดยรูบนบัตรจะช่วยให้เกิดการสัมผัสทางไฟฟ้าเพื่อเพิ่มค่าตัวนับอิเล็กทรอนิกส์ เครื่องคำนวณจัดอยู่ในประเภทอุปกรณ์บันทึกหน่วยซึ่งการไหลของบัตรเจาะรูจะถูกจัดเรียงตามลำดับแบบโปรแกรมเพื่อให้สามารถประมวลผลข้อมูลที่ซับซ้อนได้ อุปกรณ์บันทึกหน่วยถูกใช้งานอย่างแพร่หลายก่อนการนำคอมพิวเตอร์มาใช้

ประโยชน์ของเครื่องคำนวณได้รับการพิสูจน์โดยการรวบรวมสำมะโนประชากรของสหรัฐอเมริกาในปี พ.ศ. 2433 ซึ่งทำให้สามารถประมวลผลสำมะโนประชากรได้ภายในเวลาไม่ถึงหนึ่งปีและประหยัดแรงงานได้มากเมื่อเทียบกับ 13 ปีที่คาดการณ์ไว้โดยวิธีการแบบใช้แรงงานคนก่อนหน้านี้^{[ 113 ]}

คอมพิวเตอร์ดิจิทัลรุ่นแรกๆ มีประสิทธิภาพการทำงานมากกว่าเครื่องคำนวณแบบตาราง แต่ก็ไม่ได้มากนัก คอมพิวเตอร์ยุคแรกๆ ใช้หลอดสุญญากาศ (วาล์วเทอร์มิโอนิก) นับพันหลอด ซึ่งใช้ไฟฟ้ามากและต้องเปลี่ยนอยู่ตลอดเวลา ในช่วงทศวรรษ 1950 หลอดสุญญากาศถูกแทนที่ด้วยทรานซิสเตอร์ซึ่งมีความน่าเชื่อถือมากกว่าและใช้ไฟฟ้าน้อยลง ในช่วงทศวรรษ 1960 สามารถผลิตทรานซิสเตอร์และชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์อื่นๆ นับพันชิ้นบน แผ่นเวเฟอร์ เซมิคอนดักเตอร์ ซิลิคอน เป็นวงจรรวม (integrated circuit)ซึ่งใช้กันอย่างแพร่หลายในคอมพิวเตอร์ปัจจุบัน

จนกระทั่งถึงช่วงทศวรรษ 1980 คอมพิวเตอร์ยังคงใช้เทปกระดาษและบัตรเจาะรูในการป้อนข้อมูลและการเขียนโปรแกรม ซึ่งในเวลานั้นยังคงเป็นเรื่องปกติที่จะได้รับใบแจ้งค่าสาธารณูปโภครายเดือนที่พิมพ์ลงบนบัตรเจาะรูและส่งคืนพร้อมกับการชำระเงินของลูกค้า

ในปี พ.ศ. 2516 IBM ได้นำ เครื่องคิดเงิน ณ จุดขาย (POS) มาใช้ โดยเครื่องคิดเงินอิเล็กทรอนิกส์จะเชื่อมต่อเครือข่ายกับคอมพิวเตอร์เมนเฟรมของร้านค้า ในช่วงทศวรรษ พ.ศ. 2523 ได้มีการเพิ่ม เครื่องอ่านบาร์โค้ดเข้ามา เทคโนโลยีเหล่านี้ทำให้การจัดการสินค้าคงคลังเป็นไปโดยอัตโนมัติWal-Martเป็นหนึ่งในผู้ริเริ่มนำ POS มาใช้ สำนักงานสถิติแรงงานประเมินว่าเครื่องสแกนบาร์โค้ดที่จุดชำระเงินช่วยเพิ่มความเร็วในการคิดเงินได้ 30% และลดความต้องการแรงงานของพนักงานเก็บเงินและพนักงานบรรจุสินค้าลง 10-15% ^{[ 114 ]}

การจัดเก็บข้อมูลมีความเป็นระเบียบมากขึ้นหลังจากมีการพัฒนา ซอฟต์แวร์ ฐานข้อมูลเชิงสัมพันธ์ซึ่งอนุญาตให้จัดเก็บข้อมูลในตารางต่างๆ ได้ ตัวอย่างเช่น สายการบินสมมติอาจมีตารางจำนวนมาก เช่น เครื่องบิน พนักงาน ผู้รับเหมาซ่อมบำรุง ผู้จัดเลี้ยง เที่ยวบิน สนามบิน การชำระเงิน ตั๋ว ฯลฯ แต่ละตารางจะมีชุดข้อมูลที่แคบกว่าและเฉพาะเจาะจงกว่าไฟล์แบบเรียบ เช่น สเปรดชีต ตารางเหล่านี้มีความสัมพันธ์กันด้วยฟิลด์ข้อมูลทั่วไปที่เรียกว่าคีย์ (ดู: โมเดลเชิงสัมพันธ์ ) สามารถดึงข้อมูลในรูปแบบเฉพาะต่างๆ ได้โดยการตั้งคำถามโดยไม่ต้องดึงตารางทั้งหมดขึ้นมา ตัวอย่างเช่น ทำให้ง่ายต่อการค้นหาที่นั่งของผู้โดยสารด้วยวิธีการต่างๆ เช่น หมายเลขตั๋วหรือชื่อ และแสดงเฉพาะ ข้อมูล ที่ถาม เท่านั้น (ดู: SQL)

นับตั้งแต่กลางทศวรรษ 1990 เว็บเพจแบบอินเทอร์แอคทีฟได้เปิดโอกาสให้ผู้ใช้เข้าถึงเซิร์ฟเวอร์ ต่างๆ ผ่านทางอินเทอร์เน็ตเพื่อทำการค้าอิเล็กทรอนิกส์ เช่นการซื้อสินค้าออนไลน์การชำระบิล การซื้อขายหุ้น การจัดการบัญชีธนาคาร และการต่อทะเบียนรถยนต์ นี่คือรูปแบบการทำงานอัตโนมัติในส่วนงานหลังบ้านขั้นสูงสุด เนื่องจากข้อมูลการทำธุรกรรมจะถูกโอนไปยังฐานข้อมูลโดยตรง

คอมพิวเตอร์ยังช่วยเพิ่มผลผลิตของภาคการสื่อสารอย่างมาก โดยเฉพาะในด้านต่างๆ เช่น การกำจัดพนักงานโอเปเรเตอร์โทรศัพท์ ในด้านวิศวกรรม คอมพิวเตอร์ได้เข้ามาแทนที่การเขียนแบบด้วยมือด้วยCADส่งผลให้ผลผลิตของช่างเขียนแบบเพิ่มขึ้นโดยเฉลี่ย 500% ^{[ 17 ]} มีการพัฒนาซอฟต์แวร์สำหรับการคำนวณที่ใช้ในการออกแบบวงจรอิเล็กทรอนิกส์ การวิเคราะห์ความเครียด สมดุลความร้อนและวัสดุ นอกจากนี้ยังมีการพัฒนาซอฟต์แวร์ จำลองกระบวนการสำหรับทั้งการจำลองสภาวะคงที่และการจำลองแบบไดนามิก ซึ่งแบบหลังสามารถให้ประสบการณ์ที่คล้ายคลึงกับการใช้งานกระบวนการจริง เช่น โรงกลั่นหรือโรงงานกระดาษ ทำให้ผู้ใช้สามารถปรับปรุงกระบวนการหรือทดลองปรับเปลี่ยนกระบวนการได้

ตู้เอทีเอ็มได้รับความนิยมในช่วงไม่กี่ทศวรรษที่ผ่านมา และระบบชำระเงินด้วยตนเองที่ร้านค้าปลีกเริ่มปรากฏขึ้นในช่วงทศวรรษ 1990

ระบบการจองตั๋วเครื่องบินและระบบธนาคารเป็นพื้นที่ที่คอมพิวเตอร์มีความสำคัญอย่างยิ่ง ระบบทางทหารสมัยใหม่ก็ต้องพึ่งพาคอมพิวเตอร์เช่นกัน

ในปี พ.ศ. 2492 โรงกลั่นพอร์ตอาร์เธอร์ของเท็กซาโกกลายเป็นโรงงานเคมีแห่งแรกที่ใช้การควบคุมกระบวนการแบบดิจิทัล^{[ 114 ]}

คอมพิวเตอร์ไม่ได้ปฏิวัติวงการผลิต เพราะระบบอัตโนมัติในรูปแบบของระบบควบคุมนั้นมีอยู่แล้วมานานหลายทศวรรษ แม้ว่าคอมพิวเตอร์จะช่วยให้การควบคุมมีความซับซ้อนมากขึ้น ซึ่งนำไปสู่คุณภาพผลิตภัณฑ์ที่ดีขึ้นและการเพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการ ดูเพิ่มเติม: ปรากฏการณ์ความขัดแย้งด้านผลิตภาพ

ในกระบวนการผลิตอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ (SDFP ซึ่งเป็นหนึ่งในอุตสาหกรรมที่มีราคาแพงที่สุดในปี 2022) ซึ่งเป็นกระบวนการที่ยาวนาน มีค่าใช้จ่ายสูง ซับซ้อน และละเอียดอ่อน ได้มีการนำแนวทางต่างๆ มาใช้และศึกษาค้นคว้าเทคโนโลยีมากมายตั้งแต่ทศวรรษ 1960 ทั้งจากภาครัฐ (เช่น สหรัฐอเมริกา) และภาคเอกชน เพื่อเร่งกระบวนการผลิตและเพิ่มประสิทธิภาพในการออกแบบและการผลิต

ซอฟต์แวร์เครื่องมือ การออกแบบอัตโนมัติทางอิเล็กทรอนิกส์ (EDA) มีผลกระทบอย่างมากต่อการส่งมอบและความสำเร็จของอุปกรณ์และผลิตภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์สมัยใหม่จำนวนมาก เนื่องจากการรวมเซมิคอนดักเตอร์และการเกิดขึ้นของ อุปกรณ์ VLSIเติบโตขึ้นเรื่อย ๆ ในช่วงหลายปีที่ผ่านมา ทำให้ไม่สามารถตามทันได้ (ดูเพิ่มเติมที่กฎของมัวร์ ) หากไม่ใช้เครื่องมือเฉพาะทาง ซอฟต์แวร์เครื่องมือ EDA ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายใน กระบวนการผลิตโฟโตมาสก์ ในปัจจุบัน(ซึ่งก่อนหน้านี้ทำด้วยมือ^{[ 115 ]} ) ทำให้ประสิทธิภาพการออกแบบและการสร้างต้นแบบของ อุปกรณ์ ASIC / FPGA / DRAM เพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง และลดเวลาในการออกสู่ตลาดได้อย่างมีนัยสำคัญ^{[ 115 ] [ 116 ] : 46} ในปี 2546 มีการรายงานชุดซอฟต์แวร์ EDA สามรุ่นในแง่ของจำนวนเกตตรรกะของอุปกรณ์ต่อปีคนตั้งแต่ปี 1979 ถึง 1995: I, II และ III ^{[ 116 ] : 47} เห็นได้ชัดว่าประสิทธิภาพเพิ่มขึ้นร้อยเท่าจากการเปลี่ยนจากรุ่นที่ I ไปเป็นรุ่นที่ III ด้วยการพัฒนาอย่างต่อเนื่องของ EDA ทำให้สามารถใช้เวลาในการออกแบบ ASIC ที่ซับซ้อนได้เท่ากับที่เคยใช้ในการออกแบบ ASIC ที่ซับซ้อนน้อยกว่าเมื่อหลายปีก่อน^{[ 116 ] : 47}

ความก้าวหน้าในเทคโนโลยีโฟโตลิโทกราฟี เช่นเลเซอร์เอ็กไซเมอร์ ที่ใช้ คริปตันฟลูออไรด์ (KrF) ยังช่วยเพิ่มอัตราการผลิตด้วยต้นทุนที่ต่ำลง แม้ว่าจะมีราคาแพงก็ตาม^{[ 117 ]}

"ช่วงปี พ.ศ. 2462–2484 ถือเป็นช่วงเวลาที่มีความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีมากที่สุดเมื่อเทียบกับช่วงเวลาอื่นๆ ในประวัติศาสตร์เศรษฐกิจของสหรัฐอเมริกา" อเล็กซานเดอร์ เจ. ฟิลด์^{[ 118 ]}

"เมื่อการพัฒนาอุตสาหกรรมดำเนินไป ผลกระทบของมันเมื่อเปรียบเทียบกันแล้วกลับกลายเป็นการปฏิวัติที่น้อยลง ไม่ใช่มากขึ้น"..."ในทางปฏิบัติแล้ว มีความก้าวหน้าโดยทั่วไปในสินค้าอุตสาหกรรมจากภาวะขาดแคลนไปสู่ภาวะเกินดุลของทุนเมื่อเทียบกับการลงทุนภายในประเทศ" ^{[ 119 ]} Alan Sweezy, 1943

การเติบโตของผลิตภาพในสหรัฐอเมริกาอยู่ในช่วงขาลงในระยะยาวตั้งแต่ต้นทศวรรษ 1970 ยกเว้นช่วงที่พุ่งสูงขึ้นระหว่างปี 1996-2004 ซึ่งเกิดจากการเร่งตัวของนวัตกรรมเซมิคอนดักเตอร์ตามกฎของมัวร์^{[ 120 ] [ 121 ] [ 122 ] [ 123 ] [ 124 ] [ 125 ]ส่วนหนึ่งของการลดลงในช่วง แรก นั้น}เกิดจากกฎระเบียบของรัฐบาลที่เพิ่มขึ้นตั้งแต่ทศวรรษ 1960 รวมถึงกฎระเบียบด้านสิ่งแวดล้อมที่เข้มงวดมากขึ้น^{[ 126 ]}ส่วนหนึ่งของการลดลงของการเติบโตของผลิตภาพเกิดจากการหมดสิ้นโอกาส โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อภาคส่วนที่มีผลิตภาพสูงแบบดั้งเดิมมีขนาดลดลง^{[ 127 ] [ 128 ]}โรเบิร์ต เจ. กอร์ดอนมองว่าผลิตภาพเป็น "คลื่นลูกใหญ่ลูกหนึ่ง" ที่ถึงจุดสูงสุดและกำลังถอยกลับไปสู่ระดับที่ต่ำกว่า ในขณะที่เอ็ม. คิง ฮับเบิร์ตเรียกปรากฏการณ์การเพิ่มขึ้นของผลิตภาพอย่างมากก่อนภาวะเศรษฐกิจตกต่ำครั้งใหญ่ว่าเป็น "เหตุการณ์ครั้งเดียว" ^{[ 129 ] [ 130 ]}

เนื่องจากการเติบโตของประชากรในสหรัฐอเมริกาลดลงและการเติบโตของผลผลิตถึงจุดสูงสุด การเติบโตของ GDP ของสหรัฐฯ จึงไม่เคยกลับไปสู่ระดับ 4% ขึ้นไปเหมือนในช่วงก่อนสงครามโลกครั้งที่ 1 อีกเลย^{[ 120 ] [ 124 ] [ 131 ]}

คอมพิวเตอร์และอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ที่คล้ายคอมพิวเตอร์ที่ใช้ในระบบอัตโนมัติเป็นเทคโนโลยีที่สำคัญที่สุดในการปรับปรุงประสิทธิภาพการผลิตที่พัฒนาขึ้นในช่วงทศวรรษสุดท้ายของศตวรรษที่ 20 อย่างไรก็ตาม การมีส่วนร่วมของเทคโนโลยีเหล่านี้ต่อการเติบโตของประสิทธิภาพการผลิตโดยรวมนั้นน่าผิดหวัง การเติบโตของประสิทธิภาพการผลิตส่วนใหญ่เกิดขึ้นในอุตสาหกรรมคอมพิวเตอร์และอุตสาหกรรมที่เกี่ยวข้อง^{[ 118 ]} นักเศรษฐศาสตร์Robert J. Gordonเป็นหนึ่งในผู้ที่ตั้งคำถามว่าคอมพิวเตอร์ประสบความสำเร็จเทียบเท่ากับนวัตกรรมที่ยิ่งใหญ่ในอดีต เช่น การใช้ไฟฟ้าหรือไม่^{[ 129 ]}ปัญหานี้เป็นที่รู้จักกันในชื่อปรากฏการณ์ความขัดแย้งด้านประสิทธิภาพการผลิตการวิเคราะห์ประสิทธิภาพการผลิตในสหรัฐอเมริกาของ Gordon (2013) แสดงให้เห็นถึงการเติบโตที่เพิ่มขึ้นสองช่วง ช่วงแรกระหว่างปี 1891–1972 และช่วงที่สองระหว่างปี 1996–2004 เนื่องจากการเร่งตัวของนวัตกรรมทางเทคโนโลยีที่เกี่ยวข้องกับกฎของมัวร์^{[ 132 ]}

การปรับปรุงประสิทธิภาพการผลิตส่งผลต่อขนาดสัมพัทธ์ของภาคเศรษฐกิจต่างๆ โดยการลดราคาและการจ้างงาน ประสิทธิภาพการผลิตทางการเกษตรทำให้แรงงานว่างงานในช่วงเวลาที่การผลิตกำลังเติบโต การเติบโตของประสิทธิภาพการผลิตภาคอุตสาหกรรมถึงจุดสูงสุดด้วยการใช้ไฟฟ้าและระบบอัตโนมัติในโรงงาน แต่ก็ยังคงมีความสำคัญอยู่ อย่างไรก็ตาม เมื่อขนาดสัมพัทธ์ของภาคอุตสาหกรรมหดตัวลง ภาครัฐบาลและภาคบริการซึ่งมีการเติบโตของประสิทธิภาพการผลิตต่ำกลับเติบโตขึ้น^{[ 127 ]}

ความหิวโหยเรื้อรังและภาวะทุพโภชนาการเป็นเรื่องปกติสำหรับประชากรส่วนใหญ่ของโลก รวมถึงอังกฤษและฝรั่งเศส จนกระทั่งช่วงปลายศตวรรษที่ 19 จนถึงประมาณปี 1750 อายุขัยเฉลี่ยในฝรั่งเศสอยู่ที่ประมาณ 35 ปี ซึ่งส่วนใหญ่เป็นผลมาจากภาวะทุพโภชนาการ และในอังกฤษสูงกว่าเล็กน้อย ประชากรของสหรัฐอเมริกาในเวลานั้นได้รับอาหารอย่างเพียงพอ มีส่วนสูงมากกว่า และมีอายุขัยเฉลี่ย 45-50 ปี^{[ 133 ] [ 134 ]}

ความก้าวหน้าในมาตรฐานการครองชีพส่วนใหญ่เกิดขึ้นจากการเพิ่มขึ้นของผลิตภาพ ในสหรัฐอเมริกา ปริมาณการบริโภคส่วนบุคคลที่สามารถซื้อได้ด้วยการทำงานหนึ่งชั่วโมงอยู่ที่ประมาณ 3.00 ดอลลาร์ในปี 1900 และเพิ่มขึ้นเป็นประมาณ 22 ดอลลาร์ในปี 1990 โดยวัดเป็นดอลลาร์ในปี 2010 ^{[ 108 ]} เพื่อเป็นการเปรียบเทียบ คนงานชาวอเมริกันในปัจจุบันมีรายได้มากกว่า (ในแง่ของกำลังซื้อ) จากการทำงานเพียงสิบนาที เมื่อเทียบกับคนงานที่หาเลี้ยงชีพแบบพอเพียง เช่น คนงานโรงงานชาวอังกฤษที่เฟรดริก เองเกลส์เขียนถึงในปี 1844 ซึ่งทำงานวันละ 12 ชั่วโมง

ผลจากการเพิ่มผลผลิต ทำให้ชั่วโมงทำงานต่อสัปดาห์ลดลงอย่างมากในช่วงศตวรรษที่ 19 ^{[ 135 ] [ 136 ]} ในช่วงทศวรรษที่ 1920 ชั่วโมงทำงานเฉลี่ยต่อสัปดาห์ในสหรัฐอเมริกาอยู่ที่ 49 ชั่วโมง แต่ชั่วโมงทำงานต่อสัปดาห์ลดลงเหลือ 40 ชั่วโมง (หลังจากนั้นจึงใช้ค่าล่วงเวลา) ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของพระราชบัญญัติการฟื้นฟูอุตสาหกรรมแห่งชาติปี 1933

กระแสการผลักดันให้มีการทำงานสี่วันต่อสัปดาห์ยังคงมีความเกี่ยวข้องอยู่บ้างในสถานที่ทำงานยุคปัจจุบัน เนื่องจากมีข้อดีหลายประการที่อาจเกิดขึ้นได้

• การเปลี่ยนแปลงที่เร่งตัวขึ้น
• ประชาธิปไตยและการเติบโตทางเศรษฐกิจ
• ความแตกต่างอย่างมาก
• สำนักเศรษฐศาสตร์ประวัติศาสตร์
• คลื่นคอนดราติเยฟ
• รายชื่อประเทศเรียงตามอัตราการเติบโตของ GNI ต่อหัว
• รายชื่อประเทศเรียงตามอัตราการเติบโตของผลิตภาพ
• ซอฟต์แวร์เพิ่มประสิทธิภาพการทำงาน
• เวลาทำงาน