为什么波音737 Max会坠毁?

当一架飞机从空中坠落时,所有人都会停下来。家庭哭泣。朋友伤心。记者们赶赴现场。然后我们都转向新闻。

飞机失事引起了极大的关注。尽管它们只占交通事故的一小部分,但它们的罕见和戏剧性牢牢地抓住了我们的心和思想。但如果我们能够理解导致某些空难的系统性问题呢?

航空业有一套严格的事故评估程序,以防止将来发生事故。坠机后,一组调查人员立即观察飞机,研究现场,并从驾驶舱回放坠机前的评论。

这正是最近两架波音737 Max坠机事件所发生的情况,导致346人死亡。第一次坠机发生在2018年10月,狮航610航班起飞13分钟后坠毁,机上189人全部遇难。随后,2019年3月,埃塞俄比亚航空公司302航班坠毁,又有157人丧生。第二次坠机三天后,美国政府停飞了所有波音737 Max飞机。在我写这篇文章的时候,飞机仍然被禁止在每个国家飞行。

我对坠机事件研究得越多,就越意识到媒体并没有讲出事情的全部经过。这就是这篇文章的目的。

为什么737 Max会坠毁?因为一个软件故障。

为什么软件会失败?因为波音的管理团队降低了工程标准。

为什么波音降低了工程标准?降低成本,提高效率,目的是省钱。

波音公司为什么要以牺牲生命为代价来省钱?因为波音在1997年收购了麦道,并以相对较低的工程标准吸收了其超企业文化。自收购以来,该公司的创新速度已不如从前。为了保持增长率,该公司不进行实际创新,而是走捷径。

波音公司为什么要收购麦道公司?因为飞机制造业正在整合,波音正在以牺牲人命为代价追求利润。

737 Max飞机失事的真实故事始于1997年麦道公司购买的那辆车,距离2018年末发生的第一次事故早了21年。不幸的是,媒体对飞机坠毁的报道大多忽略了波音公司的历史。

这不仅仅是一个关于两架飞机坠毁的故事。这是一个关于一个标志性的美国巨人因为合并、风险规避和过度外包而迷失方向的故事。

系好安全带,将座椅竖直,准备起飞。


合并

最近的一系列合并塑造了飞机工业。通过将大型飞机制造商合并成更大的制造商,这些合并降低了行业竞争。

双头垄断阻碍了创新。任何经济学家都会告诉你,竞争是推动创新的火花。如果没有市场竞争,创新的速度就会下降。如果你需要进一步的证据,看看那些为你的家提供燃气、能源和互联网的受监管公用事业公司。年复一年,像Verizon和PG&E这样的公司在经济中的任何行业都是客户满意度最低的。


合并导致了一种规避风险的文化

行业集中必然导致一种规避风险的文化。当公司知道自己不会停业时,就不必进行创新,因为组织的激励机制从推动技术进步转变为不搞砸任何事情。

在1997年收购麦道公司之前,波音一直以速度和创新著称。例如,波音747在波音决定启动该项目后仅930天就进行了首次飞行。

在波音公司的例子中,权力已经从渴望建造的工程师转移到了蓝衣高管。直到2000年,,一位记者写道:“波音公司始终不如致力于建立惊人的飞行机器的工程师协会。”

波音的文化已经失去了渴望进步的心态。如今的高管们既没有查尔斯·林德伯格(Charles Lindbergh)的开拓精神,也没有莱特兄弟(Wright Brothers)的黑客心态。

波音批评者说1997年麦道合并后,该公司采取了过度的外包做法。在金融和工程之间的斗争中,有钱人带着拳击带离开了。

波音公司采用了麦道公司规避风险和削减成本的文化。波音公司并没有追求积极的产品开发,而是以现金来经营这项业务。通过将总部从西雅图迁至芝加哥,波音公司确保首席执行官将坐在距离切割电线和拧紧螺丝的工程师2000多英里的地方。直到今天,业内人士仍然开玩笑说,“麦克唐纳·道格拉斯用波音的钱买了波音。”

2005年,波音聘请了没有飞机工程经验的首席执行官。慢慢地,该公司失去了工程卓越文化,通过外包采用了金融化和成本降低的文化。为了说明外包的危险,史密斯指向DC-10飞机,其中分包商在麦克唐纳道格拉斯吸收过多的成本时使所有利润成为所有的利润。在飞机行业中,外包商用飞机可能会反馈。军用飞机是一个主要的例外,因为许多州的国会支持更容易获得安全。

对于所有关于行业集中的问题的讨论,没有人谈论波音和空客的双头垄断。²如果你乘坐过150座以上的商用飞机,那肯定是这两家公司中的一家制造的。两家公司在单通道喷气式飞机市场的份额几乎相当,空客估计未来20年单通道喷气式飞机的市场份额将达到3.5万亿美元。

在这里,我想在航空业的两个部分之间画一条线:航空公司和飞机制造商。

从2005年到2017年,美国主要航空公司的数量从9家下降到4家。然而,在此期间,经通胀调整的价格下降,在美国飞行的总里程数增加。由于一系列低成本航空公司的竞争,美国五大航空公司——达美航空、联合航空、美国航空、阿拉斯加航空和西南航空——的机票价格开始下调。此外,在各个城市市场,航空公司的集中度没有增加. 航空公司之间的竞争仍然相对激烈。

但在购买飞机的市场上,波音是美国唯一的主要制造商。与芝加哥和旧金山之间的航班市场不同,飞机市场是全球性的。

尽管波音和空客在争夺市场份额,但他们不希望这种双寡头垄断局面结束。即使波音737坠毁后市场窗口打开,空客也没有利用它。作为一个整体路透社文章说,“空客对利用波音的痛苦很谨慎……空客没有抓住波音737 Max的混乱。”在任何重大安全问题之前,这两家公司都不会受到生存威胁。任何大的变化,比如价格战或一款激进的新飞机,都可能会动摇这个行业,但这两家飞机制造商的股价在过去10年都在飙升。

这些合并具有危险的副作用:风险厌恶。


风险规避

在规避风险的文化中,人们在做出必要但有影响力的决定以重新确定公司方向时犹豫不决。为了避免指责,高层和员工拒绝大胆的愿景,采取现状偏见。

同样,对科学家的批准也必须经过层层批准。当他们到达拨款审批流程的末尾时,这些想法已经被淡化到了失败的地步琐碎.自相矛盾的是,你可以获得资助的项目类型可能过于传统。变革性变革通常不受欢迎。但当你申请资助时,适应社会惯例的需要使你难以从事范式转换工作。创新放缓,而且像波音737一样,没有进行必要的变革。


波音737的历史

要理解这些飞机为什么会坠毁,我们需要探索737的历史。

原来737在1967年开始飞行,当时喷气式燃料便宜。当时,人们不了解污染的影响,因此环境问题是一个事后。大多数机场都是小而农村。他们缺乏基础设施,如喷射门和花式行李装载机械。作为回应,航空公司要求具有易于到达的发动机的低底飞机制造商,从而降低了运营成本。这正是波音为航空公司提供的。

737 Max的结构与原737相似。最大的区别是发动机更大,机身更大,机翼顶端增加了“小翼”以提高燃油效率。

大家都说,737舰队取得了巨大的成功。2005年,超过25%的大型商用客机是波音737。然而,最近的坠机事件表明了波音737机队现代化的挑战。

风险规避是如何导致崩溃的?

(非常)基本的背景故事是这样的:波音737是其自身成功的牺牲品。在飞机更安全、自动化程度更高的时期,这种飞机繁荣了半个多世纪。737品牌是如此值得信赖,以至于当飞机需要升级时,波音重新设计了737,而不是创建新的机队。

作为斯坦·索谢尔,一个前波音工程师专业工程雇员协会的一位劳工代表说:

“成本削减文化与基于生产力、创新、安全或质量的文化相反。波音公司在成本削减业务文化方面的经验是显而易见的。”他继续说道,“…787、747-8和现在的737 Max的生产问题已经花费了数十亿美元,使航空公司客户处于风险之中,并玷污了几十年来累积的商誉和品牌忠诚度。”

索舍尔讲了一个关于上世纪90年代生产波音777的故事——那时麦道公司还没有合并——当时波音公司的一名高管离工程流程如此之近,以至于他离开了工厂,身上沾满了油脂,那件价值1000美元的西装。降低成本和加快737 Max生产的决定直接导致了坠机事件。从头开始重新设计一架飞机将花费太长时间,所以波音在737陈旧过时的设计上取而代之。

2011年,当美国航空公司宣布计划从空中客车公司购买460架飞机时,更多737架Max飞机坠毁的种子被播下。波音公司的高管们感到震惊。十多年来,美国航空公司一直是波音公司的独家客户。在做出这一决定时,波音公司计划建造一架新飞机,以取代老化的737。但消息传出后,波音改变了方向。建造一架新飞机需要花费太多的钱,而且需要十多年的时间。为了赢得美国航空公司的支持,波音公司放弃了这架新飞机,并计划重新设计波音737。于是,波音737 Max诞生了。

波音737最大有其他优点。波音发布了一架新飞机,飞行员将通过在飞行模拟器中花时间来培训它,这将花费更多钱。通过限制737的变化,波音避免了这些要求并保存了昂贵的试点训练。

说到这个项目,一位波音工程师说:“我们创造的任何设计都无法驱动任何需要模拟器的新训练……这是第一次……有如此多的机会进行大跳跃,但训练的差异阻碍了我们。”

为了与空客A320-NEO竞争,Max的发动机比之前的737型号更大。它们被设计为更大的航程和燃料效率,但也有一个权衡。由于737离地面很低,波音公司不得不改变机翼上引擎的位置,以使飞机与地面保持距离,并考虑到机身的加长长度。

但是,通过解决一个老问题,波音公司创造了一个新问题。新引擎太大,无法放在机翼下的传统位置。为了解决这个问题,波音公司将它们安装在机翼上。向前移动引擎位置改变了飞机的重心,从而改变了飞机的空气动力学。新发动机的位置将737机尾向下拉,机头向上推,使它面临失速的风险。(空速慢和机头位置高是最常见的失速原因。当飞机失速时,它就开始下降,因为机翼不再产生升力。)

波音公司安装了额外的软件,使更新后的737飞机能够像传统飞机一样飞行。它的设计目的是防止失速,补偿机翼上发动机的位置,并在传感器确定飞机以危险角度飞行时自动迫使飞机机头下降。

失速预防系统(称为MCAS)设计和实施不当。由于该软件旨在在后台工作,波音公司没有向飞行员简要介绍该软件,也没有在模拟器中对他们进行培训。当襟翼放下或自动驾驶仪打开时,软件没有激活。当MCAS系统失控时,飞行员可以通过737驾驶舱中央基座上的开关将其停用。当飞行员将飞机向上装载时,软件自动将飞机机头向下推。这导致两架波音飞机坠毁。


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高管们给工程师们的简单指示是:降低成本,快速完成飞机,不要太频繁地更换飞机。

明确地说,我认为我们应该试验新的飞机设计。毕竟,安全不是改善航空的唯一途径。提高速度和燃油效率将降低成本,推动经济,减少污染。

但是一旦我们提交,安全就是一个目标。飞机崩溃是致命的,我们应该尽我们所能避免它们。波音应该具有严格的安全标准,并且飞行员应尽可能遵循协议。有了这一说,波音需要一个单独的司来试验激进的想法,如超音速乘客飞机和小型喷气机,可以在城市落地和起飞。

市内喷气式飞机将减少通勤时间,减少城市拥堵。它们将推动经济发展,提高个人满意度。根据一项研究在美国,上下班多花20分钟会降低你的工作满意度,就像减薪19%一样。另一个发现有直飞硅谷航班的美国城市受益于风险资本投资的增加。研究发现,“从硅谷到国际城市的新的每日飞行将为该地区的初创公司带来2300万美元的额外风险投资。”除此之外,与朋友和家人在一起的时间更多地受到旅行时间的限制,而不是距离的限制。让交通更快捷、更方便是提高生活质量的一种几乎可以保证的方式。

波音公司没有想出新的想法,而是将其资源投入到增量设计中。波音公司的高管们知道波音737的设计无法与更大的发动机配合使用。但是,波音公司没有为了长期利益而承担一些短期风险,并从头开始建造一架新飞机,而是做了“安全”的事情,并在现有的737系列上进行了迭代。

推进工程的前沿是有风险的。这样做将挑战航空业长期以来的信条,并激发怀疑该项目的可行性的流言蜚语。

飞机行业缺乏创新。飞机的基本设计在70多年来没有改变。当创新消失时,公司被激励从事导致737 Max坠毁的行为。正如索谢尔写道:

“上一个能够推动航空业大幅增长的伟大创新是20世纪50年代的喷气发动机,从那以后,每一项技术进步都是渐进式的。因此,企业的重点将从工程转向供应链管理。因为每一家成熟的公司都必须将其业务的增值部分隔离开来,并将更多类似大宗商品的东西委托给供应链。你越关注市场的定价信号,工程师的作用就会越萎缩。”

当然,存在一些路径依赖性。工程师熟悉标准设计,可能不想从事新的工作。尽管如此,“未来的飞机”之间的差异总是让我感到惊讶甚至被誉为革命性新飞机的波音787,在一个普通的观察者看来也没有什么不同。

波音没有在性能上创新,而是在工艺上创新。由于波音公司前首席执行官詹姆斯·麦克纳尼(James McNerney)反对飞机开发中的“登月计划”,波音公司的新飞机的飞行速度并不比他们的前任快。超音速飞行的技术诀窍并非来自波音公司。只有通过英法两国的合作,才有可能建造协和式飞机。

协和式飞机达到了最高速度。在海拔超过60000英尺的顶峰,乘客们凝视着倾斜的地球。协和式飞机穿过稀薄的空气,以地球自转的速度飞行。协和式飞机的时速约为1300英里,比泰坦尼克号快一个量级。乘坐协和式飞机花了3.5个小时。事实上,从纽约到巴黎的旅程是如此之快,以至于乘客几乎没有时间看电影《泰坦尼克号》.

可悲的是,协和式飞机在2003年停止飞行,这标志着人类历史上一个壮观篇章的结束。流行的说法将协和式飞机的坠毁归咎于法航4590航班的坠毁。

伊莱·杜拉多一家名为Boom Aerospace的超音速飞机公司的前全球政策负责人引用了另一个原因:这架飞机没有盈利。由于航空公司需要备件和专业技术人员团队来维持飞机的正常运行,因此维持一支由14架飞机组成的小机队的成本太高。尽管我们有超音速飞行的技术,但今天所有的商业飞行都比声速慢。

除了游说国会来减少对超音速旅行的限制,飞机公司使用政治互联网零薪酬,例如从外国飞机制造商减少竞争。

By dropping its engineering-led culture, Boeing compromised safety standards, leading Boeing’s former chief financial officer to say don’t “get overly focused on the box” in an interview with Bloomberg in 2000. By “the box,” she meant the airplane. To engineers, the box is everything. But it’s a means to an end for detached corporate executives.


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对于并行,考虑火箭产业。十年前,它遭遇了与航空业同样的行业集中问题。美国宇航局不再像过去那样进行创新,许多人怀疑这是否仍然可行。SpaceX改变了这一点。通过向火箭公司注入创新精神,该公司点燃了航天工业。在埃隆·马斯克(Elon Musk)的推动下,投资者正在向航天工业投入数十亿美元。不幸的是,主要的飞机制造商没有这样的愿景。

也许波音公司知道一些我不知道的事情。也许我们已经接近飞机设计的最高效率。如果是这样的话,实验就没有意义了。但除非我看到一些激进的新实验失败,否则我不相信这种说法。不幸的是,波音不会接受一个项目,除非它有接近100%的成功几率。


外包

当我还是个小孩子的时候,我就喜欢大机器。2006年,当我还在上六年级的时候,我进行了一个关于波音787的研究项目。父亲察觉到我对这个项目的投入,带我去西雅图参观波音工厂,给了我一个惊喜。在我们参观期间,我们对机舱内的照明、大窗户和超轻的复合材料机身感到很好奇。我们了解到787将用碳纤维复合材料而不是铝制造,这将使飞机比之前的飞机轻得多。787的刹车、增压和空调系统将不再依靠气动系统运行,而是依靠锂离子电池运行,比同类飞机节省20%的燃料。

据我父亲说,工厂的一名波音员工告诉我们,他对787飞机有所保留。由于如此多的部件将在国际上建造,他预计质量控制会出现问题。

在我们访问期间,波音公司的员工告诉我们飞机将在两年内完成。然后,延误来了。众所周知,波音公司将飞机制造过程的许多方面外包。波音公司没有自行制造787飞机,而是将飞机的各个部件制造出来,并委托50多家合作伙伴进行开发。

通过外包生产,波音公司的主要工厂将变成一个组装厂,在那里,预制零件用螺栓连接在一起。超过30%的787飞机是外国制造的,而747飞机只有5%。当你乘坐787飞机时,你乘坐的飞机还不到波音公司40%的飞机。

事实证明,将787的大部分制造业务外包是一个错误。它不但没有降低成本,反而提高了成本。到2011年787首次商业飞行时,它已经晚了三年,超过预算数十亿美元。


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如果中层员工能够预见到外包的危险,那么企业为什么还要外包呢?

公司外包业务以提高盈利能力。

台湾硬件和电子产品公司宏碁(Acer)的首席执行长史宗瀚(Stan Shih)对外包的好处做了最好的描述。他创造了一个术语被称为“微笑曲线”,用来说明为什么产品创造过程的某些方面比其他方面更有利可图。在信息技术相关的制造、研究、开发和营销是最有利可图的专业领域。制造部件和连接关键部件是一场低利润的竞争。受到这一理论的启发,波音等公司的目标是专注于高利润业务,将其他业务外包出去。


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外包什么时候起作用?

由于劳动力率低,电子行业的外包工作。这就是为什么iPhone是在加利福尼亚设计的,而中国制造的。公司将业务外包给劳动力廉价的国家。他们的生意带来了更多的工作,这导致了小时工资的增加。一旦成本上升,电子外包将转移到另一个廉价且不发达的地区,在那里,周期将重新开始。

但飞机制造业则不同。在消费类电子产品等高产量行业有效的方法可能在航空等低产量行业无效。飞机制造项目的设计时间为60年——30年的积极生产,然后是30年的硬件和软件支持成本。除此之外,一个机翼只需花费一美元泰德比一石重的iPhone更容易运输。

相比之下,787的各个部件似乎无法组装在一起。机翼没有牢固地附着在机身上,飞行甲板和机身之间有一个很大的间隙。波音公司的工人希望这架飞机能够“连接在一起”。但飞机的不同部分,从机翼到烟雾探测器,都不匹配。波音为此付出了代价:

“最终,飞机的大部分真实设计都发生在装配线上,波音不得不注销三个单独的实体模型,这些模型太像科学项目,无法冒充适合飞行的飞机。最终,梦幻客机(787的另一个名字)的成本不低于300亿美元,可能接近500亿美元。”

说到外包,飞机引擎是一个例外,它证明了这一规则。喷气发动机由不同的制造商生产,因为对制造商来说,规模经济和技术专长不会转化为飞机的其他部分,这正是公司应该外包的那种产品。

正如那句名言所说:“在理论上,理论和实践没有区别。在实践中,有区别。”

一位名叫L.J.Hart Smith的波音工程师在2001年发布的一份泄露备忘录中警告外包的危险。史密斯在备忘录中指出,外包应该被视为一种附加成本,而不是降低成本。他观察到,波音公司内部的权力已从雄心勃勃的科学家转移到精明的律师和金融家。

分包商(而非波音公司)将从增加外包中受益。在波音公司的案例中,外包威胁到公司的生存,因为太多的外包导致利润随着工作本身而消失。如果没有大量的前期规划,子部件可能无法在装配时装配在一起,这将导致延迟和成本增加。

外包是大规模削减成本的一个征兆。和许多大型官僚机构一样,航空业也被各部门孤立起来。经理们不是全面地审视系统,而是在显微镜下分析业务。组织的每个部门都有责任最大限度地降低自己的成本,而不是降低整个组织的成本。

然而,系统是相互关联的。改进的工程过程可以降低设计或制造产品的成本。史密斯建议波音公司对制造过程进行鸟瞰,而不是孤立地降低成本。毕竟,一次全系统成本的降低相当于20次小规模、孤立的效率提升。

我担心波音公司的高管们过于关注遵循标准管理原则。正如“没有人因为购买IBM而被解雇”,也没有人因为外包给更便宜的制造商而被解雇。现代经济正在全球化,其中的工人越来越专业化。但波音在外包和降低成本方面做得太过分了,公司因此蒙受了损失。

在广告行业,公司雇佣第三方广告商来做粗略的数据操作。然后,当公司被指责失职时,他们可以把责任推给第三方公司。我想知道外包是否也有类似的动机。需要说明的是,我并不是在指责波音公司故意忽视安全。但通过将制造业务外包给第三方,波音可以把责任推给那些外包合同利润丰厚、却没有动力维护自己利益的合作伙伴。

波音公司的麻烦在737 Max飞机坠毁前就显而易见了。波音787项目超出预算120-180亿美元,延误和意外成本是罪魁祸首。高管们无法跟上787复杂的制造流程。这架飞机有230万个零件,由5400家工厂制造。那些遥远的供应商提供的零件不合适。由于一些分包商错过了配额,整个生产线都被延误了。一些分包商将工程外包给其他分包商,这降低了波音公司在该项目中的知名度。据分析,,一家主要供应商在赢得波音合同时甚至没有工程部门。

由于两架飞机的电池起火,监管机构不得不在飞机开始飞行后停飞50架787。由于这些延误,直到2018年,也就是我参观波音工厂12年后,我才乘坐787飞机。


波音的警钟

737飞机坠毁事件给波音公司敲响了警钟。以安全的名义,公司不应该让这场危机白白浪费掉。唯一比不从历史中吸取教训更糟糕的是从历史中吸取错误的教训。我担心波音公司的应对方式会阻碍创新,损害公司的长期前景。

值得赞扬的是,该公司表示安全是其第一优先事项。我担心的是,这次公关危机的交接将阻止该公司承担正确的风险。该公司将实施最初导致这场惨败的各种外包做法,而不是加快速度。最终y、 这家公司正从以工程为主导的根基上走出来。

正如马特·斯托勒所写

“合并的净效应,以及随后的管理和财务选择,是美国严重损害了其航空航天业。曾经有两个竞争对手——麦克唐纳·道格拉斯和波音公司,现在只有一个。而国内垄断企业再也无法开发出好的民用航空航天产品。数百人死亡,t浪费了数十亿美元。”

在737次崩溃的阴影下,我担心波音对其公司霸主的责任造成更多责任。除非波纹分析其在McDonnell Douglas Merger的阴影和2001年史密斯备忘录中,否则不会制作有意义的变化。但公司不应该停止那里。它应该放弃其兼并文化,风险厌恶和过度外包。

通过简化制造过程,波音公司将提高安全性和可靠性。除非关键部件是在公司内部制造的,否则公司无法快速行动或追求大胆的项目。然后,它应该把动力转回到对未来飞行有着宏伟和乐观愿景的工程师身上。否则,波音将无法招募到最有才华的航空工程师。如果波音想要修复自己的形象,它需要成为美国进步的灯塔。

现在,波音正在生吞活剥。除非该公司对其有毒文化做出有意义的改变,否则将阻碍创新,危及飞机乘客的生命。


脚注

正如一位细心的读者所观察到的,“由于飞机采购的全球性质,抱怨国内垄断是不诚实的。这相当于说苹果垄断了智能手机,因为三星总部位于韩国。”,斯托勒的声明可能适用于军事开支,因为美国军方从波音公司而不是空中客车公司购买。

²飞机行业有两个双头垄断:一个是大型飞机市场,另一个是小型飞机市场。巴西航空工业公司和庞巴迪公司生产的小型喷气式飞机。

我很喜欢描述William Langewiesche的MCAS系统简介:MCAS系统“提供重复10秒的机头向下配平,通过大力使用控制轭拇指开关反向配平,可将其固定在海湾,如果襟翼关闭或自动驾驶仪打开,则不会激活,可通过使用现在著名的切断开关关闭电动配平来停用中心基座,之后可以使用手动调整轮对飞机进行调整。”

致谢

特别的感谢清算雾,获得Jessy Lin, Alex Danco, Eli Dourado, Eric Mogil, Bill Wynne, Laura Zielinski, Priyanka Pandit和Nick Smith的评论、灵感和反馈。