在本次采訪中，我們與麥肯錫合伙人Kimberly Borden和高級顧問Will Roper博士一起探討了數字技術在生產應用中的價值，以及數字方法在F1賽車、航空航天和國防領域的設計和開發中的應用，展示了軟件開發方式如何深刻影響硬件生產。

 

 

Christian Johnson：企業未來的成功需要敏捷、靈活和有彈性的運營。我是主持人克里斯蒂安·約翰遜(Christian Johnson)，今天我們將與麥肯錫的專家們一起探索如何創造新的運營現實。

 

上一期，我們介紹了工業數字化轉型中最令人興奮的例子之一——數字孿生(digital twin)，討論了什么是數字孿生，它們可以在哪里增加價值，以及最重要的是，如何利用它。在本期采訪中，麥肯錫合伙人金伯利·博登(Kimberly Borden)將與威爾·羅珀(Will Roper)共同探討研究和開發領域(數字孿生已經在該應用領域產生了巨大價值)的數字化需求。讓我們一起來看詳細采訪內容。

 

Kimberly Borden：今天，我們邀請到了Will Roper，他是前空軍助理部長，領導過空軍的許多數字化轉型和采辦工作。

 

Will Roper：其實我會在任何場合、任何時間談論數字化轉型這個話題，不過我認為，圍繞飛機和太空系統進行數字化轉型格外有意義，因為這是非常適合數字化轉型的領域。

 

Kimberly Borden：考慮到您在空軍的數字化轉型和采辦經驗，您能告訴我們是什么讓您意識到需要改變，以及您又是如何實施這種變革的嗎?

 

Will Roper：好問題。當我進入空軍和太空部隊負責采辦工作時，我并沒有想到“數字化轉型”這個概念，也沒有想到數字工程將成為我要推動的平臺。實際上，當我們獲得了T-7項目——我們目前教練機的替代品——的合同時，我才意識到數字化的一些不同之處。它的成本明顯低于往常，而且新飛機的建造速度也比我們過去看到的要快得多。因此，我開始深入研究數字技術，試圖了解它的不同之處，并意識到數字工程技術已經在其他行業——汽車行業和F1賽車——得到了完善，現在已經開始跨越到國防領域。我想，這種技術確實非常強大。它應該能夠改變我們開展業務的方式，但我需要從別人身上獲取經驗，避免走太多彎路。

 

我取經的對象就是F1賽車。我非常幸運，因為在我探索這條道路的過程中，McLaren車隊非常慷慨地公開了他們每周的比賽情況。我意識到他們每周所做的事情就像我們做軟件的方式一樣——用于軟件的敏捷性也被用于硬件。這是我今天想和你們討論的一個強大的概念，也是讓我感到興奮的地方，我意識到這種方法可以改變我們與其他軍隊的競爭方式。它可以改變將新技術引入項目的節奏，并真正為國防采辦公司創造更多機會。所以我毅然投入數字化轉型和數字工程。我甚至為此寫了很多相關文章，因為我非常熱愛它。

 

Kimberly Borden：有遠見是一回事;讓整個空軍和主要承包商都參與進來又是另一回事。您是采取了什么方式來完成這一過程的?

 

Will Roper：其實，我一開始嘗試的方法也失敗了。不過，正所謂“失敗是成功之母”。第一次嘗試失敗后，我便四處奔走宣傳數字工程和基于模型的系統工程，并抱著電腦四處展示效果。但在此過程中，我意識到這種方法收效甚微，我需要一種截然不同的消息傳遞方式，一種與眾不同的影響力塑造方法。

 

在這一點上，我要特別感謝我的妻子。她讓我利用假期寫了一份名為《There Is No Spoon》的文件，這是一個以科幻小說《黑客帝國(Matrix)》為靈感的報告，內容是關于我們的空軍和太空部隊的數字化轉型戰略。我故意這么寫是有幾個原因的。首先，我不想讓它看起來像催眠的政府文件。這種文件不僅寫得不好，而且通常也并非署名人所寫。

 

這36頁左右的內容都是我自己寫的。我試著用另一種方式來寫出一份與眾不同的文件。我非常喜歡《黑客帝國》的概念，即你可以創造一個數字現實，這個數字現實幾乎在每個方面都可以取代物理現實。我們還沒有到那一步，但從工程的角度來說，我們可以做到，而且我們應該采用這種方法。

 

我還想讓報告更具可讀性。為了讓人們能夠消化它，所以我并未使用太多的技術術語。事實證明，我們真的可以用它來激勵人們在其項目中尋找數字化轉型的機會，并取得一些進展，包括“陸基戰略威懾”(Ground Based Strategic Deterrent, GBSD)新型導彈，現已取代民兵3型導彈;下一代空中優勢(Next Generation Air Dominance，NGAD)，B-52商用發動機更換計劃;以及A-10機翼更換計劃。這樣做的項目越多，就會有越多的團隊受到鼓舞，效仿他們。

 

Kimberly Borden：聽起來您是用愿景和策略激勵了其他人。那么在為公司提供建議的過程中，您有沒有學到什么您認為其他公司應該效仿的經驗?

 

Will Roper：事實上，加入麥肯錫后，我確實學到了很多東西。憑借在空軍數字化轉型項目中的經驗，我成功加入了麥肯錫，并成為了一名高級顧問，我被咨詢最多的事情就是數字化轉型。當與客戶初次見面時，他們常用的開場白就是，“我們落后了多少?”人們普遍認為，特別是在航空航天和國防領域，所有人都落后了，但事實并非如此。這是好消息。現在，F1遙遙領先，這一點我們之后再說。通常情況下，我對這些公司強調的第一件事是，“你們并沒有想象得那么落后;你實際上是在推動這個行業的發展。”

 

第二件事是必須要有C級管理層的參與。你不能簡單地把它放在你的變革管理引擎中，然后讓數字化轉型作為副產品產出。這必須通過離散事件(discrete event)來驅動，這些事件通常難以組織，而且可能十分復雜，特別是建模和模擬過程。這就需要獲得高層的支持和投資。我認為我們接觸過的大多數客戶都明白這一點，并做得很好。但這其實并不容易，因為如果它很容易的話，應該早就實現了。如果你有合適的團隊和足夠的數據，你將能夠為公司開辟新的道路。其他人已經這么做了，你當然也可以。

 

Kimberly Borden：您提到了團隊。在空軍和麥肯錫公司中，您如何告訴他們具備所需的能力?畢竟許多數字能力與今天存在的能力有很大的不同。

 

Will Roper：這個問題并非一兩句能夠說清的。如果現在你和我要開一家軟件公司，我們可以在開工的當天部署代碼，因為擁有一個驚人的用于開發代碼的技術棧，將能為開發和部署提供很多的自動化流程。這種持續集成、持續交付的軟件方法非常強大。現在，容器化(containerization)使得軟件可以被安裝到具有不同計算類型的設備上，它甚至比大約八年前第一次出現時更強大。軟件有一個驚人的工具集來完成現在被應用到硬件上的工作。大多數公司將不得不從創建一個支持數字化的開發平臺開始。我認為當他們知道自己需要在其中投入時間時，他們中的很多人便會失去些許熱情，因為他們真正想要的是速戰速決。

 

好消息是，在完成全部工具集之前，您可以快速獲得具有重要價值的勝利。公司對于能夠并行地做更多的事情感到非常興奮。當你可以并行地做事情時，就會擁有更多的周期時間(Cycle time)。在數字化轉型中，周期時間是您通常想要跟蹤的一個重要指標。你有更多的時間進行工程設計，而不是集成。當您將集成嵌入到工具本身中時，集成就變得更加容易。你可以在很早的時候就看到這些“意外之財”，比如在你做F1之類的事情之前，你就可以用數字技術認證一些東西。這是好消息;有了合適的策略，你就能迅速獲得投資回報，從而保持熱情和勢頭。但大多數公司都需要建議才能實現這一目標。

 

我確實看到大多數公司傾向于認為他們有很多數字化轉型的想法和路線圖，但沒有一個公司真正明確和交付一些東西。在空軍時，我的做法是，我們有不切實際的想法是很好的;我們應該有遠大的夢想。但是，如果一個項目沒有讓創新想法落地實踐的計劃，那么什么都無法堅持下來，也就沒有可擴展的模板。自從加入麥肯錫團隊以來，我一直在做的事就是幫助公司發現，在他們的投資組合中，他們可以在哪里創造這些創新想法，在這些想法落地實踐后，又在哪里獲取重復的價值。

 

Kimberly Borden：我們看到，很多時候，公司很難實際上獲取價值。您在空軍做了什么來確保這一點?是指標嗎?

 

Will Roper：指標是所有企業都要依賴的東西，因為當你正確地進行數字化轉型時，你實際上是在把硬件變成軟件。這就是F1做得很對的地方。他們把由硬件組成的汽車變成軟件。數字化轉型也將讓硬件通過軟件“吞噬世界”。在敏捷技術中，有很多方法可以用來跟蹤一些領域，比如你如何管理你的待辦事項，你的周期時間如何等等。所有這些都適用;你只需要把它放在一個時間表上。還有一件奇怪的事情：有時候，如果你想突破一個界限，物理測試和原型仍然是需要的，因為硬件是在現實世界中編譯的。這一點在飛機領域有體現，它們的計算機就是宇宙，而我們正試圖用一個元宇宙來代替它。

 

如果您沒有數據來錨定元宇宙，您仍然需要創建原型并進行測試。但你永遠無法在現實世界中做你可以在數字世界中做的事情。這正是F1所擅長的。在空軍，我們很早就知道什么是可以完全數字化的。我認為，如果沒有數字化，“哨兵”(Sentinel)計劃(民兵iii的替代品)是不可能成功的，因為你只能偶爾測試洲際彈道導彈。這些數據不足以驗證物理測試，所以絕對需要數字化。是必然性使我們清醒地認識到什么可以代替現實，什么不能。

 

Kimberly Borden：你多次提到數據。許多公司表示，這對他們來說是一個挑戰。你發現人們在解決這個問題上有什么好的方法嗎?

 

Will Roper：沒有人有足夠的數據。這是一個普遍存在的問題，即便對我們空軍和太空部隊來說也是如此。如果你沒有一個數據路線圖——一個嚴肅的、負責的、資源充足的、授權的數據戰略——你最終將無法在數字化轉型中走到最后。關于數據，最常見的建議是，你需要一個處理數據的團隊。他們正在考慮如何解鎖、收集和改變數據演算。

 

當和麥肯錫的客戶一起時，他們會說，“我們無法理解在我們的過程生命周期的這一部分發生了什么。”我告訴他們你可以改變系統的設計，這樣一來，你所說的不可知的東西就變成了可知的。從該程序的數據視圖來看，這個過程變成了輸入，而不是從基于硬件的視圖來看的輸出。如果你碰巧有一個項目經理，他既像數據科學家又像項目經理，那你就很幸運了。

 

Kimberly Borden：您覺得利用生態系統和其他伙伴關系來運用這些能力或數據源如何?您見過這種方法奏效嗎?

 

Will Roper：很奏效。特別是在太空中，有很多商業上可用的數據，你可以開始訓練算法，所以你不應該重新創建已經存在的東西。我認為最大的挑戰是當你進行建模和模擬時，航空航天和國防領域的模型尤為豐富。我不知道空軍到底有多少模型和模擬，但肯定有幾千個。有一個專家團隊知道如何使用它們，但如果你不是專家，你就不能恰當地使用這個模型。你可能會得到一個答案，但它不是一個有效的答案。因此，如果你問一個問題，比如我們能否在特定情況下駕駛F-22戰機進入危險地帶，答案很簡單：要么是，要么不是，有一定的概率。

 

但要回答這個問題，你必須將它分解為針對特定模型的問題的正確子集。人們進行分解，運行模型，得到結果，把它們整合在一起，最后把答案寫在紙上交給決策者。如果你想對硬件進行數字化轉型，首先要做的就是直接連接這些模型。這并不簡單。你可能會想，這能有多難?確實，模型可以復制現實，但沒人能做到完美。

 

Kimberly Borden：您是如何讓人們信任您所創造的虛擬現實模型的?

 

Will Roper：當我們設計了一個東西，看到它被實際建造和測試時，它會讓我們感覺良好，感覺更自信。這是人類的天性使然。它也很有趣——讓我們不要剝奪這一點。建造東西并看著它們運行是很有趣的過程。人們傾向于認為這些東西是真實的，因為你可以觸摸到它們，而數字的東西不是。但是如果你從認證的角度來看，物理的東西在單位到單位(unit to unit)之間是不一樣的，有變化。測試條件每天也都不一樣，并不完全準確或精確。我們所說的“真實”實際上只是一種估計。這是電子信號，不是由我們的大腦來解釋的，正如Morpheus在《黑客帝國》中所說，它只是由計算機解釋的。模型和模擬只是具有不同誤差源的估計。真正的問題是，我們能否將誤差最小化到一個可接受的程度，就像物理數據一樣。

 

我們獲得空軍認同的方法是盡早引進認證機構。及早讓這些人參與進來，并讓他們開始考慮不同的錯誤統計數據——從物理數據到虛擬數據——那么您很可能會找到一種路徑，可以在其中對物理測試進行一些早期替代。這是建立信心的開始。確實，我們現在可以充分復制現實的許多方面，我們不必再去建造物理物體并進行測試。但這只是重新創建舊數據。我們應該強烈希望終結“非循環”工程。工程應該是重復的或可重用的;這就是完成數字化轉型后真正會實現的事情。

 

Kimberly Borden：你所談論的是一個公司中相當基本和大規模的文化轉變——不僅僅是我們之前所談論的能力，還包括人們日常工作的方式。你在空軍時做了什么來推動這種文化變革?

 

Will Roper：我有一個很大的優勢，那就是運氣。運氣永遠是你取得成功的最佳途徑。當我去空軍的時候，我知道不能把注意力集中在太多的事情上，因為如果沒有深度，就無法實現擴展。如果不能擴展，也就無法獲得影響力。因此我想要非常非常專注，我首先關注的是軟件，因為我一直在國防創新委員會與埃里克·施密特(Eric Schmidt)合作，了解很多私營部門開發軟件的方式，并意識到它不再是一個真正的產品，而是一個過程。他們已經把它“操作化(operationalized)”了，所以我們也需要把它操作化。我非常非常關注這一點。

 

一開始很艱難。但一旦我們取得了第一次成功，空軍就開始像谷歌一樣，其他人也復制了這個過程，因為這不是一個一次性的實驗，而是一個可擴展的過程。這意味著要引進承包專業人員和業務經理，所以這不是一個實驗，這是一種新的業務開展方式。

 

之后，我將從軟件中學到的東西轉移到硬件中，在實現敏捷硬件的過程中，這種文化變革便開始日見成效。但我確實看到，空軍的某些部門仍然堅持“以產品為中心”的狹隘思維。在對硬件領域進行數字化轉型時，諸如“太冒險了;這將耗時太久，成本太高”之類的質疑聲不斷。這種情況下你會怎么做?你把腳步放慢了。這在航空航天領域尤為如此，那里的系統非常復雜，充斥著各種子系統。假如你有10個孩子，約定在某個時間集合時，其中一個孩子遲到的可能性非常高，這將導致整個團隊都遲到。這就是國防項目總是“遲到”的原因所在，太多的子系統加劇了轉型的難度和變數。

 

這是一種錯誤的思維方式嗎?不，這正是“前數字化(pre-digital)”工作的正確思路。由于集成十分困難，而且風險太大，我們必須同時設計所有的集成，這樣當我們進入生產時，我們就不會有從設計到生產的任何質量問題。但在數字化轉型中，沒有理由等待還在準備的孩子。我見過一些公司為還不存在的東西設計產品。他們繼續使用自己的平臺，在可用的情況下把丟失的東西投進去，并在投進去的同一天投入運行。當我看到這些時，我想，“哇，這正是流程思維(process thinking)。”

 

順便說一下，F1的一個驚人之處在于，在一個賽車賽季中，85%的賽車都得到了改進。F1生產賽車不是為了獲勝，而是在享受賽車制造過程的勝利。他們已經“操作化”了一個過程，并將其應用到賽車中。現在，這種心態很難在政府、航空航天和國防領域根深蒂固。“產品思維(product thinking)”可能是最大的障礙。

 

Kimberly Borden：除了您舉的例子之外，您還見過其他在這方面做得很好的公司嗎?您見過軍隊以外的其他公司或子行業正在取得進展嗎?

 

Will Roper：我看到了很多這樣的驚喜，比如農業領域就已經取得了一些真正偉大的進步。毫不夸張地說，農業現在看起來就像科幻小說，人工智能的精確應用幾乎覆蓋了所有發生的事情。例如，當你收割的時候，人工智能會觀察你收割的高度，調整切割模式，噴灑多少除草劑，甚至實時回收有機廢物作為肥料。所有這一切的發生都是因為物理農業設備連接到它的數字云。此外，我在醫療設備和制藥行業也見過這種情況。

 

我也看到它開始出現在汽車行業的工業4.0制造中，這幾乎是完全自動化的。我熱衷研究F1的原因是，這是唯一一個已經完全轉型的行業，它向我們展示了未來競爭的速度可能有多快。在航空航天和國防領域，如果我們每年都要處理85%的報廢，情況會如何?F1的淘汰率并不是因為供應鏈耗盡。從競爭的角度來看，它們的淘汰是過時的結果。如果我們要在空軍處理這個問題，我們的流程就會中斷，因為我們要購買產品。這就是未實現完全轉型的結果，也是我們要以F1為目標的原因。

 

在我離開政府機構后，讓我感到驚訝的是，成功的數字化轉型案例并沒有更多。數據顯示，大多數公司都將數字化轉型列為他們的三大優先事項之一，但很少有公司認為自己看到了價值。

 

Kimberly Borden：您希望在五年內看到產品開發或研發發展成什么樣?你覺得它會發展到哪一步?

 

Will Roper：因為大多數行業不是比賽，必須大量生產產品，所以它們永遠不會達到F1今天的程度。我真正想要的，特別是在航空航天和國防領域，是看到研發和生產之間的差距縮小。隨著軟件驅動的制造和高度自動化進入許多行業，我認為大規模生產的可能性不會很大。制造業正在成為一個軟件驅動的行業。事實上，您可以單獨為您的制造業創建一個微型元宇宙。我認為這將是一種趨勢。我們可以縮小研發和生產之間的差距。你可能不像過去那樣擁有規模經濟，但自動化和先進的制造技術可以讓你加快產品的研發周期，這將進一步增加創新。

 

我的預測是，率先利用這一點的公司將真正撼動他們所在的市場。這是一種競爭優勢。他們必須做關鍵的事情——不要把自己看成是生產產品的公司，而要把自己看成管理著卓越產品生產流程的公司。真正給你靈活性的是這個流程。你可以適應任何情況，就像F1賽車可以適應賽車季節和天氣的變化一樣。

 

流程賦予你適應性。我不知道未來會是什么樣子。但如果我確信自己擁有最靈活、適應性最強的流程，我就會覺得自己將引領行業，因為我可以擊敗我的對手。如果我能擊敗對手，我就能第一個占據有利位置。

 

Kimberly Borden：對于那些試圖承擔這項相當艱巨任務的公司，您還有什么其他的思考或建議嗎?

 

Will Roper：確實有幾點建議。第一，去做。這很有趣。這并不像人們想象得那么難，但也確實有難度，所以要知道這不是一件容易的事;第二，尋求幫助。我從以前做過這種事的人那里得到了幫助。這就是我能指揮空軍進行數字化轉型的原因。結束“非循環”工程——你不應該重新學習別人學過的東西。尋求幫助，這樣你就能少走彎路。最重要的是不要等待。通過數字化轉型，創新的速度將達到令人驚嘆得程度。如果你不這樣做，情況會變得更糟，如果你這樣做，情況會更好，因為數字化轉型正在使人工智能從物聯網進入物理世界。

 

軟件并沒有真正吞噬世界和互聯網。它吞噬了“數據空間(dataverse)”，吞噬了產生數據的地方;這是自然的過程。它還沒有跨越到物理世界，因為它需要物理世界的表現形式作為軟件。我們已經看到了這樣的例子，比如其他賽車的例子：車隊使用AI來訓練車手，不僅要表現出色，而且最終要比任何一支人類車隊都表現得更好，因為這些車隊擁有如此頻繁、豐富的數字數據來源，可能最有趣的是，它們挑戰了這項運動的舊邏輯。如果這種情況發生在競技比賽中——我們已經在國際象棋和圍棋中看到了這一點——人工智能將如何改變行業?又將挑戰怎樣的舊邏輯來主宰行業?

 

這就是為什么我認為這將是一場工業革命，把硬件變成軟件，讓人工智能能夠接觸到它能掌握的物理事物。一旦這種情況發生，我預計創新的步伐將進一步加快。你一定不想落后于權力曲線。它已經很快了，而且還會更快。

 

 

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