财新传媒
位置:博客 > 王川 > 最大的问题是解决正确的问题

最大的问题是解决正确的问题

——论第一性原理的理论和实践(六)
 
(1)
 
1959 年英国大亨 Henry Kremer 悬赏五万英镑(相当于现在的一百多万美元),奖给第一个制造出纯人工动力飞机,可以升空飞行半英里以上的团队。如果可以飞跃英吉利海峡者,奖励十万英镑.
 
十几年过去后,多个团队不断尝试,仍然无法造出达标的飞机.
 
工程师 Paul MacCready 发现,大部分团队解决的是错误的问题。“问题是,我们不理解这个问题”.
 
每个团队都花了将近一年的时间根据自己的理论和猜测建造飞机,而没有充分的预先测试。等飞机造好后试飞,几分钟后,一年的辛勤劳动坠落到地面上。然后团队继续回去再研究,制造新的飞机.
 
MacCready 意识到,真正的问题不是“人工动力飞行”, 真正的问题是流程本身,真正的问题是大部分人在没有对一个复杂问题有深刻理解之前,盲目地追求一个困难的目标.
 
MacCready 发现他真正要解决的问题是:“飞机测试失败后,要能几个小时内重新调试造出改进的飞机."
 
为了解决这个问题,他采用迈拉 (Mylar) 膜片,铝管和铝线做为制造飞机的材料. 第一个版本的飞机很脆弱,飞不起来,但是这没有关系,因为迭代改装的速度很快. 有的时候一天可以改造飞机三四次,进行试飞。重造重新测试重新学习的周期,从几个月到一年,压缩到了几天甚至几个小时.
他的团队终于在 1977年八月获得第一个 Kremer 奖,然后 1979年完成英吉利海峡的飞越.
 
(2)
 
上世纪初美国的莱特兄弟, 是世界公认的第一个成功实现 “把比重高于空气的飞机长时间升空飞行”的团队.
 
他们相对于其他竞争者,不是教育程度最高的,也不是最有钱有关系的。他们胜出的核心原因之一是:
 
在野外实地飞行测试的成本很高。莱特兄弟自制了一个可以放在家内的小型风洞,然后制造缩小的飞机模型,在风洞内测试。这种做法,使他们尝试各种新想法和小改进非常便捷容易.
风洞现在是飞机设计和实验通行的做法,但在当时是革命性的。莱特兄弟最初测试自己的滑翔机时,发现滑翔机先驱德国人 Otto Lilienthal 的机翼数据表是错误的,于是决定自己造小型风洞收集测试数据.
 
可以从上面几个例子里看到,解决一个问题的最核心瓶颈,实际上是通过各种工具,设计一个流程:
 
把试错和改进的成本压得最低,迭代速度提得最高.
 
换句话说,在缺乏有效工具降低试错成本之前, 不要盲目扩大投入, 否则失败后很难迅速改进, 容易造成巨大浪费.
 
(3)
 
建立快速迭代纠错的机制,是向内看,解决本质问题的一个重要手段.
 
但有的时候局部优化做到极致, 更多的投入不再有较大回报时, 拓宽视野向外看,也是解决问题的一个重要角度和方法.
 
特斯拉在准备大规模生产第三代电车 Model 3时 (起价三万五千美元)为了降低成本,提高性价比,在电池,马达,车型设计等各个方面绞尽脑汁. 
 
但是跳开电车设计本身,他们发现在生产电车的工厂的设计上,投入同等的时间其回报要大得多,有时效益可能高出一个数量级以上.
 
马斯克说,
 
“我们意识到, 真正的问题, 真正最困难的, 同时也是潜力最大的地方 - 是制造一个制造机器的机器。换句话说, 是建造工厂, 把工厂本身看成一个产品.
 
当你想象一个特定体积的工厂,输出等于 容积 x 密度 x 速度。如果你看看现在的工厂,有效  (用于生产的) 容积和无效容积的比例,低得要命。光看容积的化,大约比例只有 2-3%.
 
然后你再看速度。世界上最先进的汽车生产工厂,每 25 秒出产一辆车,听上去很快,但是如果你估算车身长度加上一些缓冲空间大约五米长的话,这等于25秒移动五米,也就是一秒钟移动 20厘米,这不比乌龟快多少. "
 
特斯拉的  CTO JB Straubel 说道,
 
“有时我们的工程师在马达,电池,电控系统上花了很多时间,只能获得千分之一的性能提高。。但是我们如果把同样的精力放在设计工厂上的时候,我们很容易得到百分之十,百分之二十,甚至百分之几百的效益的提升。。这种大幅度提升在设计领域内闻所未闻”.
 
(4)
 
改进工厂设计, 提升效益,其复杂度比工厂产品本身大很多. 但正是因为其复杂性, 改进的手段也很多. 这里只举一个例子.
 
提高电车产出速度, 降低生产成本的一个重要因素, 是尽量减少需要人工干预的生产环节。
 
传统汽车生产, 需要把电子线束,地毯,座位等等大家伙装到车内,但传统车门可以提供进入的空间有限, 塞进去后还要精准安放, 很难完全由机器手快速完成,所以必须要人工手动, 减慢了生产速度.
 
特斯拉 Model 3 降低生产成本的一个方法是, 车的后半身有个巨大的玻璃车顶,这样就不需要传统的后座乘客头顶上的结构梁 (structural beam) ,这不仅简化设计,增加后座乘客头部的空间,最关键的是,它给 Model 3 的后面制造了一个巨大的开口,可以方便机器手自由地伸进去安放地毯,传感器,座位,电子线束等内部零件.
 
(未完待续)
 
推荐 5