本文是

王川:论第一性原理的理论和实践(五)-SpaceX如何开辟新市场

王川:论第一性原理的理论和实践(四)-SpaceX如何克服各种困难

王川:论第一性原理的理论和实践(三)-从SpaceX谈起

王川:打比方的误区-论第一性原则的理论和实践（二）

王川:论第一性原理的理论和实践（一）从特斯拉的崛起谈起

的续篇。

(1)

年英国大亨HenryKremer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PaulMacCready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.

他的团队终于在年八月获得第一个Kremer奖，然后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OttoLilienthal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Model3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.可以参见笔者年的老文章（可直接点击下面链接)

王川：年,特斯拉将敲响石油工业的丧钟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CTOJBStraubel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Model3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(structuralbeam)，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Model3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)

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