建造火箭的新规则
2002至2003年,独有的节约成本演算法
质疑每一项成本
马斯克用一对鹰眼盯着成本,想方设法要让成本降低。除了这是他自己的钱,更是因为成本效益是他能否实现终极目标,也就是人类移民火星计划的关键。他对航太供应商提出的每一项零件报价,都加以挑战。比起汽车类似零件,航空器的零件通常高出10倍。
由于对成本非常在意,加上天生的控制本能,因此他希望零件尽可能自制,而不是对外向供应商采购。然而,当时火箭业和汽车业所需的零组件,大多向供应商采购。穆勒记得,有一次SpaceX需要一种阀门,供应商的报价是25万美元。马斯克说,这简直贵到没天良。于是他对穆勒说,他们该自己做。几个月后,他们真的做出来了,而且成本远低于厂商报价。
又有一次,他们需要可以让入轨段火箭引擎喷嘴转动的致动器。供应商回报,零件价格是12万美元。马斯克说,这东西并不复杂,难度跟车库开关差不多吧,于是要公司的一个工程师用5,000美元的成本制造出来。结果,穆勒底下一个名叫杰若米。霍尔曼(Jeremy Hollman)的年轻工程师,发现可把洗车系统混合液体的阀门拿来改造,变成控制火箭燃料输送的阀门。
还有一次,他们订购铝制圆顶,想要焊接在燃料槽顶部。供应商送来一些,然后说下一批要涨价。马斯克在SpaceX最亲近的同事马克。容克萨(Mark Juncosa)说:「这就像你请人来家里油漆,这个油漆师傅漆了一半之后,说剩下的一半,价格要调涨3倍。伊隆对这种事是不会屈服的。」马斯克说,这就像「被俄罗斯人敲竹杠」,因为他先前在莫斯科差点被俄国人当凯子。他告诉容克萨:「我们自己做吧」。于是,他们的装配工厂新增了一个制造圆顶的部门。几年之后,SpaceX所需的火箭零件有70%都是自己生产的。
SpaceX开始生产灰背隼火箭引擎时,马斯克问穆勒,这引擎有多重。穆勒答道,大约1,000磅。马斯克说,特斯拉的Model S引擎重约4,000磅,制造成本差不多是3万美元。「如果特斯拉引擎的重量是灰背隼引擎的4倍,为什么你的灰背隼要花这么多钱?」
其中一个原因是,火箭零件的规格,必须符合军方和NASA的要求,总计有好几百项。大型航太公司的工程师,都严格遵守这些规定。马斯克却反其道而行:要工程师质疑所有的规格。
马斯克后来在开发产品时经常一再提到他所谓的「演算法」(the algorithm),这个演算法包含五要点检核,第一点就是质疑每一项要求。
只要工程师说,某一种做法是官方「要求」的,马斯克就会这么考问:「是谁要求的?」回答「军方」或「司法机构」要求的还不够,马斯克要知道到底是谁制定这项要求。提姆。布札(Tim Buzza)原本在波音工作,由于受不了那里的官僚体系,因此加入SpaceX,后来成为SpaceX 发射和测试部门副总裁。他说:「当我们提到引擎或燃料槽须送验的事,他会问,为什么要送验?如果我们说,这是军方规定的,马斯克会回问,是谁制定的?这么做有道理吗?」
马斯克一再告诉工程师,应该把所有的要求视为「建议」。唯一不可改变、必须遵守的是物理定律的要求。
疯狂时间表
穆勒打造灰背隼引擎时,曾提出一个紧凑的时间表。马斯克仍嫌不够快。他问:「为什么要搞这么久?莫非你们是蠢蛋?把作业时间砍半。」
穆勒反驳说:「我们已经把时间砍半了,你不能再砍一半。」马斯克冷冷地看着他,要他在会后留下来。两人独处时,马斯克问他是否还想负责引擎部门。穆勒答道,是的。马斯克接着砲轰他:「那我要求你做什么的时候,给我照做。」
穆勒只好从命,把时间再减半。马斯克说:「你猜怎么了?结果,我们完成计划的时间,跟最初设定的时间表差不多。」但有时,用疯狂时间表,逼迫员工去执行完全不可能的任务,真的办不到。穆勒说:「但我得到教训,不敢再跟他说『不』。你可以对他说,你会试试看,要是做不到,日后再解释原因。」
马斯克坚持订定不切实际的截止期限,即使没必要这么赶,例如他下令在几周之内完成火箭引擎测试台,但引擎根本还没打造出来。他一再强调:「疯狂的急迫感,是我们的运作原则。」急迫感本身是有益的,可让工程师专注于首要原则。但正如穆勒指出的,这种十万火急也有坏处。他说:「如果你订立了紧迫的时间表,但员工认为自己可以完成,就会更加努力。但当你订立的时间表根本就不可能完成时,工程师可不是笨蛋。他们的士气就会受到打击。这是伊隆最大的弱点。」
贾伯斯也有这样的毛病。他的同事说,这是他的「现实扭曲力场」。他订立不切实际的期限,若有人反弹,他会眼睛一眨不眨地盯着你,然后说:「别怕,你做得到的。」虽然这种作风让人气馁,但苹果员工最终还是完成了其他公司做不到的事。穆勒坦承:「伊隆订立的时间表和成本目标,即使我们大多数都无法达成,但我们仍超越了所有的同行。我们开发了有史以来成本最低、最厉害的火箭,而且引以为傲,即使老板有时会对我们皱眉头。」
马斯克采用反复运算以求出最佳答案的迭代法来设计。很快做出火箭和引擎的原型,接着测试,失败炸毁后,随即修改,然后再度尝试,直到成功为止。快速行动,当事情出错,重新来过。穆勒说:「重点不在于如何避免问题,而是你能够多快找出问题、解决问题。」
例如,军方订立一套标准,规定每一型的火箭引擎必须在很多不同的条件下进行试射。「这么做不但费时,而且很花钱,」SpaceX发射和测试部门副总裁布札解释道,「伊隆告诉我们,把引擎做出来,放在测试台上,如果能用,就装在火箭上发射。」由于SpaceX是一家私人公司,而且马斯克无视规则,愿意冒险,才能这么做。布札和穆勒猛操引擎,直到损坏才肯罢休,然后说:「好,我们现在知道极限了。」
要秉持迭代设计的意念去做,意味SpaceX需要一个可自由进行测试的地方。起先,他们考虑莫哈韦太空发射中心(Mojave Air and Space Port),并在2002年底提出申请,然而郡委员会迟迟未决。穆勒告诉马斯克:「放弃莫哈韦吧,要在加州测试,实在很难。」
那年12月,马斯克到普度大学演讲,该校有一个著名的火箭测试计划。穆勒和布札也跟他一起去。他们在那里遇见一个曾在毕尔航太公司(Beal Aerospace)工作的工程师。私人火箭公司有不少破产的,毕尔就是其中之一。这个工程师告诉他们,毕尔在德州麦葛瑞格(McGregor)有个试验场,位于韦科(Waco)东边约42公里处,还给他们一个毕尔前员工乔。艾伦(Joe Allen)的手机号码,那个人现在还住在麦葛瑞格。
马斯克决定当天就飞过去。在路上,他们给艾伦打电话。那时,艾伦正在德州技术学院(Texas State Technical College)。在毕尔倒闭后,艾伦就失业了,之后就在这所学校学习程式设计。艾伦不知道马斯克是何许人也,也没听过SpaceX,但他同意约在旧试验场的一个支撑火箭三脚架底下见面。马斯克的私人飞机降落时,他们一眼就看到沙漠中的那个高约33公尺的三脚架。艾伦站在脚架底下,旁边停放着一部破旧的雪佛兰皮卡。
当他们走向艾伦时,穆勒对布札说:「我们需要的东西,这里几乎都有。」这里有测试台、供水系统,杂草中还有一间设计牢固的房子,那是监测火箭发射的观测室。布札赞叹说,这里太棒了。马斯克把他拉到一边。他说:「别再说这里有多好了,你愈赞美,租金就愈贵。」马斯克当场就决定雇用艾伦,也用一年45,000美元的价格,租用这个试验场和那些废弃的设备。
接着,就像真情麻吉电影,一群火箭工程师组成的硬汉团队,来到德州沙漠一块有混凝土和响尾蛇的贫瘠之地,在穆勒和布札的带领下点燃引擎、引爆,然后看着他们打造出来的东西,发生「不在排程内的快速解体」。
灰背隼第一次测试是在穆勒生日那个晚上,也就是在2003年3月11日。他们把煤油和液态氧注入推力室,但只燃烧了半秒,如此已达到目的,因为他们只是要确认引擎能运作。为了庆祝这一刻,他们开了瓶要价1,000美元的人头马干邑白兰地,这是马斯克在一场太空会议演讲获得的礼物。马斯克的助手玛丽。贝丝。布朗(Mary Beth Brown)把这瓶酒交给穆勒,让他在特别的日子拿出来庆祝。他们把酒倒在纸杯,一饮而尽。
跳脱思考框架,勇于尝试新做法
穆勒和他的团队在麦葛瑞格一天会花上12个小时测试引擎,然后在澳美客牛排馆(Outback Steakhouse)吃晚饭,深夜和马斯克进行电话会议时,还得应付他提出的一堆技术问题。如果工程师不能给他答案,他常常会爆发怒火,就像燃烧的火箭引擎。由于他对风险的耐受度很高,常会促使工程师想出权宜之计。穆勒带了铣床和车床过来,让他们可以当场修改。
一晚,雷电击中了一个测试台,燃料槽的增压系统因而受到影响。一个燃料槽的膜鼓胀、裂开。如果碰到这种情况,一般航太公司都会花几个月的时间更换燃料槽。马斯克说:「这是可以修复的,带锤子过去,敲平,再焊接起来就好了。」布札认为这么做很疯狂,但他知道要服从老板的命令。于是他们走到测试台,用力把鼓胀的膜敲平。马斯克坐上他的私人飞机,飞了三个小时,过来这里亲自监督。布札说:「他到的时候,我们正在测试装了气体的燃料槽,发现真的修好了。伊隆相信,没有什么情况是无可挽救的。我们从中学到不少。其实,真的很有趣。」这么做为SpaceX省下好几个月的时间,使最初的火箭得以进入测试阶段。
当然,这种做法并不是每次都有用。2003年底,引擎推力室的热扩散材料出现裂缝,马斯克一样想用修补的方式来解决。穆勒回忆道:「最初的推力室,先是一个裂了,然后是两个,接下来有三个都裂开了。那真是一场灾难。」
马斯克听到这个坏消息时,要穆勒想办法修理。他说:「我们不能把这些推力室丢掉。」
「这是不可能修理的。」穆勒答道。
这种话只会激怒马斯克。他指示穆勒,把那三个推力室搬到他的飞机上,飞回洛杉矶的SpaceX工厂。他认为涂上一层人造树脂,可渗入裂缝,问题就解决了。穆勒告诉他,这未免太异想天开,两人吵了起来。最后,穆勒妥协了。他告诉团队:「他是老板,我们得听他的。」
推力室运抵工厂时,马斯克穿着做工精细的皮靴。他本来要去参加一场圣诞派对。结果,整个晚上都在工厂帮忙涂人造树脂,树脂还滴到靴子。
但这场赌注失败了。一旦施加压力,人造树脂就开始脱落。推力室不得不重新设计,发射计划因而延迟了四个月。但马斯克愿意留在工厂,通宵达旦地工作,追求创新的想法,激励工程师们跳脱思考框架,勇于尝试非传统的修复方法。
一个马斯克模式就此建立:尝试新想法,不怕把事情搞砸。试验场附近的居民已习惯爆炸声响了。然而,乳牛还是会受到惊吓。就像把篷车围成一圈的拓荒者,一听到爆炸声,乳牛会围绕着小牛奔跑,以保护牠们。麦葛瑞格的工程师还因此架设了一台摄影机,来观察这些乳牛。