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馬斯克用「第一原理」 打造Tesla與SpaceX帝國

【文/廖志德 圖片提供/達志影像】

馬斯克是位敢於想別人所不敢想,敢做別人所不敢做的科技狂人,看似不囿於傳統的經營方式,卻是源自於嚴謹理性的物理學原理……

抬頭望向天空,如果擁有天眼,可以發現距離地球3萬5,000到200公里已經佈滿2.5萬顆人造衛星,真可謂星光閃閃,未來隨著SpaceX、OneWeb、Amazon等全球企業的競相追逐,環繞地球的低軌道衛星數量即將快速的增長,根據美國衛星產業協會(SIA)的估計,來到2029年,商業衛星的數量將超過10萬個。

建置低軌道衛星是通訊產業的新藍海,比起傳統高軌道衛星的好處是低成本、低耗損、低延遲、高寬頻、無死角,不受地形限制,覆蓋面積廣,可服務於鄉村、荒野、森林、極地、海洋等偏遠地區,可以與5G及光纖相互補,有助編織起串連海、陸、空的立體無縫通訊網絡,這是各國財團一窩蜂投入龐大資金的主因。

在所有衝刺於組建太空衛星浪潮的領航者當中,又以馬斯克(Elon Musk)投資的SpaceX最受大眾矚目,自從2019年5月使用獵鷹9火箭(Falcon 9),首次將第一批60顆衛星發射升空開始,SpaceX已經成功的在地球軌道放上2,388顆星鏈衛星(Starlink)。目前美國聯邦通訊委員會(FCC)同意SpaceX可部署1.2萬顆低軌道衛星,該公司預計再申請3萬顆第二代衛星部署計畫,如果通過,不久的將來,將有4.2萬顆星鏈衛星閃耀、飛翔於天空之境。

鋼鐵俠馬斯克 改變世界的科技狂人

姑且不論未來馬斯克的星鏈計畫是否成功,能夠在短短的3年之間成功部署2,000多顆衛星依舊是劃時代的成就,等於平均每1天就部署2顆,為什麼SpaceX做得到別人做不到的事情呢?不但美國其他頂尖航空公司難以匹敵,就算是俄羅斯、中國這樣的航空大國亦無法望其項背,同時掛名首席工程師的馬斯克是星鏈計畫背後的靈魂人物,如果沒有他個人獨特的思考模式在SpaceX進行推動的話,現有低成本、可回收、高承載的衛星部署模式就不可能這麼快實現,很有可能還是在傳統高投資、低報酬、不能重複使用的火箭發射情境下緩步前行。

根據摩根史坦利(Morgan Stanley)的研究報告,由於可回收火箭技術的快速發展,以及批量生產技術的實現,使得衛星發射成本得以大幅降低,和10年前比起來只有原來的1/5。此外,比起1980年代每公斤發射成本8.5萬美元,星鏈計畫只要1,410美元,其他競爭者則要價高達5,000美元,很顯然不是可與SpaceX抗衡的對手。馬斯克曾經表示其火箭助推器可以重複回收使用100次,根據估計,發射1枚獵鷹9號火箭的費用是6,200萬美元,不斷重複使用的助推器可以為SpaceX節省3,700萬美元的製造成本,佔火箭總成本的60%之多,回收火箭確實可以大幅度降低航空成本。而除了火箭的可回收應用之外,1枚獵鷹9號火箭可搭載143顆衛星是SpaceX破紀錄的創舉,可想見的是,經由馬斯克的不斷努力突破,航空工業正在發生結構性的轉變與革新。

勇於顛覆產業常規的特質,使得馬斯克成為繼賈伯斯(Steve Jobs)後最受大眾矚目的前衛企業家,同樣的成就非凡,同樣的備受爭議,同樣的不昧於流俗,同樣的脾氣暴躁。不過如果單從產業佈局的角度來分析,相對而言,賈伯斯是以電腦相關產業作為發展的主軸,馬斯克則顯得跳TONE許多,其投資的領域橫跨虛擬貨幣、支付工具、電動汽車、航空航天、人工智慧、腦機接口(Neuralink)、太陽能、磁浮列車,顯然馬斯克並不理會管理學建議企業不宜過度多角化的論述,維持跨領域的經營形態最終會不會埋下馬斯克失敗的伏筆,值得管理學家用更長久的時間進行研究。

第一原理 回到初心者狀態

還未到蓋棺論定之時,斷言馬斯克能有如同賈伯斯般的劃時代表現似乎還嫌太早,不過其個人經營策略確有值得借鑑之處,不像普通人習慣性地採取類比思維(Analogical Thinking)來思考問題,馬斯克趨向於使用物理學的架構來思考問題,類比思維容易陷入比較別人已經做或正在做的事物,結果通常是以模仿起手,往往只能取得微小的改變。馬斯克所謂的物理學架構指的是第一原理(First Principle),其具體做法基本上可以分為3個步驟:

1.確認並定義自己的假設。

2.拆解問題直至基本事實。

3.由源頭創造新解決方案。

第一原理有點像是嬰兒學步的過程,鼓勵人們回到初學者的狀態,並且採用全新的視野去探索真實的世界,自己從原點開始探索可能的方向,尋求不同於別人及傳統的解決方案,不再亦步亦趨的跟隨競爭的腳步前進,而是重新建構起不同於過往的產品、服務、系統。凡事回到原點進行思考,追求最基本的事實,獨到的思維模式使得馬斯克顯得與眾不同。

從零開始?方法創新才是重點

馬斯克經常舉電動車的電池組來說明第一原理的應用,通常來說,想要生產每度電(1瓩.小時,kWh)的成本是600美元,如果不採取不同於傳統的做法,電池組的市場價格很難降下來,於是馬斯克問自己2個根本問題:

1.電池用的原料是什麼?

2.那些原料的市場價格是多少?

電池組是由鈷、鎳、鋁、碳等基本元素所組成,如果在倫敦金屬交易所購買這些原料,成本就很明確,得到的結果可能是每度電80美元,就從這樣1個簡單的推論過程開始,最後馬斯克得到的結論是:「只要用聰明的方式取得原料組成電池,就可以把成本壓低到別人意想不到的程度。」

馬斯克帶領特斯拉(Tesla)團隊徹底解構現有電池組的生產流程,或重新設計,或改變生產地點,或選用筆記型電腦現有的18650鋰電池,或發明具有專利的電池組裝系統,或設法減少鈷的用量,各式各樣不同於傳統汽車廠的做法登上世界的舞台,使得特斯拉有機會在電動汽車產業脫穎而出。雖然馬斯克標榜自己是採用基本事實往上推導解決方案,然而,這不代表發展電動車就得一切重頭開始,特斯拉沒有跟隨傳統汽車廠的腳步前進,倒是從電腦產業借用不少現在已經存在的技術及關鍵零組件,馬斯克解構的同時是善用既有的事物以不同的方式進行重構。

比如,現有的電池技術及零組件就已經很好用,實在沒有必要重新開發,重點是要用全新的、聰明的方法進行巧妙的組合,特斯拉選擇另闢蹊徑改採筆電常用的18650鋰電池,其最大的好處是體積小、儲能高,具有高續航力的優點。不過光是使用18650鋰電池並不保證特斯拉就能夠領先群倫,畢竟馬斯克能用,別人也可以用。想要基業長青(Built to Last),特斯拉必須擁有一項獨門絕技才行,要不然很快就會被其他的競爭者模仿、超越,採行既有的解決方案當作關鍵零組件是很有創意的做法,不過最好在這個基礎上面加上我們獨創的概念、元件或系統,才能長期保有好不容易打造出來的競爭優勢。

要讓1輛2,000公斤的特斯拉Model S能夠達到最高時速200公里,或是以88公里的車速持續跑個482公里,沒有強大驅動力及續航力的電池組是絕對做不到的,特斯拉厲害的地方就在於能夠將6,000顆以上的電池進行安全有效的組裝及管理。以第一代特斯拉Roadster跑車為例,其電池組成的方式套用俄羅斯娃娃的意象比較容易理解,該公司把69顆鋰電池用串聯及並聯組合成1個電池磚,再將9個電池磚串聯成1個電池片,最後用11個電池片組成1個電池包,就像俄羅斯娃娃1個套1個的堆疊模式,概念相同,只是形態不一樣。

馬斯克式創新 脫離本行又不離本行

現在回頭拆解特斯拉電池組成方式,說穿了並不困難。困難部分在如何確保總計6,831顆電池有效能且安全的運作,在此特斯拉借用管理成千上萬網路伺服器的經驗,並運用大數據針對每個電池、電池磚、電池片進行層層監控,確保電池包在整體充放電的過程能夠在最佳的狀況下同步輸出,管理的內容包括電流、電壓、溫度、溼度、方位、煙霧等項目。由於每個層級的電池單元都設有安全防護系統,一旦發生過熱或電流過大的疑慮就會自行啟動斷電機制,避免造成火燒車的危機事件。

發展電動車如此,發展航空工業亦是如此,經由成本結構的分析,馬斯克發現在火箭的製造材料中,鋁、鈦、銅、碳纖維等的成本只佔總成本的2%而已,同樣只要找到對的、聰明的方法就能夠大幅降低成本,換個角度來看,傳統火箭製造模式還有98%廣大的優化空間。基於層層剝削、交易資訊不透明、特殊規格等因素的限制,航太工業原有的承包方式顯然不利於成本的有效控制,馬斯克決定徹底捨棄過往產業慣用的供應鏈,轉而大量使用消費性電子及汽車產業的標準零組件,其中想必有不少是來自智慧型手機,加上衛星微型化技術的實現,使得太空衛星發射的成本結構有了大幅度的翻轉。

第一原理+類比思維 兼具創新與現實

比起出身於底特律的傳統汽車廠,以及出身於華盛頓哥倫比亞特區的NASA,特斯拉及SpaceX具有來自矽谷的基因,馬斯克經營這2個前瞻企業的突破手法極為相似,雖然產業性質及歷史背景完全迥異,一個是在地上跑,一個是在天上飛,基本上馬斯克都是先以第一原理進行解構,然後再從電腦產業吸取大量的技術養分,並且善用產業既有的供應鏈來打造自家生產線。馬斯克一方面利用第一原理來脫離本行的做法,另一方面,利用類比思考來重新建構,藉以實現不離本行的目標。

回到原點,經由抽絲剝繭來理解事實,同時不參考別人的做法,這是第一原理強調的基本原則,然而,如果後續尋求解決方案的過程,所有的事物都要重新開發,完全不使用已經存在的做法則顯得缺乏效率,而且緩不濟急。適度的借用別人現有的想法及做法,對於企業進行創新是必要的明智之舉,至於「借用」之道則多不可勝數,或借用點子概念,或借用設計元素,或借用零組件,或借用不同產業的供應鏈,有很多的人類寶藏等待著我們去借用。

「我們並不知道所有的答案,甚至不知道應該問什麼樣的問題,不過如果我們能夠拓展意識的範疇與規模,那我們就能夠更好的知道問什麼問題,來理解關於宇宙的答案。」馬斯克在2021年的世界通信大會(MWC)闡述自己創立特斯拉、SpaceX、Neuralink的原因,那就是希望對拓展意識有所貢獻。

第一原理是馬斯克探索宇宙答案的最佳工具,運用得當就能夠更好的知道問什麼問題,而其所創立的公司則是拓展人類意識的最佳實踐。

【完整內容請見《能力雜誌》2022年7月號,非經同意不得轉載、刊登】

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