◖ 新幹線遇到解不開的問題,工程師最後跑去看鳥 ◗

日本新幹線準備提高速度時,碰到一個很麻煩的問題。

列車高速衝進隧道,會像活塞一樣壓縮前方空氣。壓縮波一路傳到隧道另一端,跑出去時形成低頻巨響。附近居民聽到的感覺,大概就是每天有人在你家旁邊用力關上一扇超大型鐵門。

鐵道工程把這種現象稱為隧道微壓波(Tunnel Micro-pressure Wave)。它不是列車突破音速產生的音爆,但吵起來一樣會讓居民打電話客訴。相關鐵道研究指出,壓縮波會在列車進入隧道時形成,經過隧道傳播後,從出口釋放成短促的壓力波。

工程師當然試過許多方法。

改隧道、加設備、調整速度、修改車體。每一項都要花很多錢。

後來,負責 500 系新幹線測試的工程師仲津英治,從翠鳥得到一個線索。他本身也是野鳥觀察者,注意到翠鳥可以從空氣高速衝進水裡,水花卻很小。空氣和水的密度差距很大,這與列車從開放空間進入狹窄隧道的情境,具有相似的物理問題。

於是,新幹線工程師開始研究翠鳥細長的尖喙。

300 系的車頭比較短,前方截面增加得快。500 系則採用更長、更細、更平順的車頭。列車進入隧道時,前方空氣受到壓縮的速度因此變慢,壓力變化也比較平緩。

500 系後來以每小時 300 公里投入山陽新幹線營運,同時改善隧道噪音、空氣阻力與耗電問題。成果是速度提高約 10%、用電下降約 15%。

最有趣的地方是,翠鳥沒有提出計畫書。

牠也沒有召開跨部門會議,更沒有做一份 80 頁的簡報,說明「翠鳥入水解決方案第一期推動成果」。

牠只是每天捕魚。

演化則花了很長的時間,把不適合的版本逐步淘汰掉。留下來的構造,已經通過極大量的現場測試。大自然可以說是全球歷史最久的研發部門,而且從來不申請差旅費。

仿生到底在學什麼?

仿生(Biomimicry)常被誤會成模仿外形。

看到鳥,就做一對翅膀;看到魚,就把產品做成流線形;看到蓮葉,就在簡報上放一張水珠照片。

這樣大概只能算造型參考。

仿生的重點,在於研究自然如何完成某個功能,再將其中的機制轉譯成工程設計。

新幹線工程師問的問題並非:「怎麼把火車做得像一隻鳥?」

他們真正面對的是:「有什麼生物,能夠高速穿越兩種密度差距很大的介質,同時減少衝擊?」

問題一旦這樣問,翠鳥才會進入視野。

這也是仿生對商業管理最值得借用的第一個觀念:解方可能不存在同業裡,先找正在處理相似功能的系統。

公司遇到排隊問題,通常去研究另一家服務業。但是醫院急診、機場登機、遊樂園人流與工廠排程,可能都在處理相似的等待與分流問題。

公司遇到知識交接問題,通常去找知識管理廠商。但是螞蟻如何留下路徑、蜂群如何交換方向、飛行員如何用檢查表降低遺漏,都可能提供更接近功能本身的觀察角度。

產業不同,處理的功能可能相同。

因此,管理上就可以借用以下四個觀念。

一、先描述功能,暫時忘記現有產品

很多會議一開始就問:「我們要導入哪一套系統?」

這個問題來得太快了。

新幹線團隊若一開始只問「火車車頭還能怎麼改」,選項大概只剩下再長一點、再圓一點、再貴一點。

換成「如何降低高速進入狹窄空間時的壓力變化」,可參考的範圍立刻擴大。

管理者也可以把問題改寫:

「如何導入 AI 客服」改成「如何讓重複問題快速得到一致回覆,特殊問題又能立即交給人處理?」

「如何建立知識庫」改成「如何讓新人遇到異常時,找到資深同仁平常不會寫下來的判斷依據?」

工具名稱消失後,問題通常會清楚很多。

二、研究邊界,而非只看單一部門

新幹線的麻煩發生在「開放空間進入隧道」的交界。

企業裡許多大問題,也發生在交界:業務交給生產、研發交給製造、總公司交給分公司、資深員工交給新人、人類交給 AI。

每個部門單獨看都很正常,一到交接就開始出現資料遺漏、責任不清與重複確認。

所以,主管檢查流程時,可以少問一句:「這個部門做得好不好?」

多問一句:「工作從上一站進入下一站時,發生了什麼事?」

公司的隧道爆音,經常就藏在交接處。

三、大自然提供假設,驗證仍然不能省

工程師沒有看完翠鳥,隔天就拿鳥喙照片交給工廠開模。

他們還要做模型測試、電腦模擬、壓力測量與實車驗證。

這一點對管理特別重要。

看到別家公司採用某種制度,只能形成一個初步假設。直接照搬,很可能得到一隻長得像翠鳥、卻不會捕魚的東西。

仿生、標竿學習與顧問建議,都只能告訴我們「可能可以怎麼做」。公司仍要回答:

  1. 放進我們的工作環境後,效果是否成立?
  2. 哪些條件不同?
  3. 發生錯誤時,誰負責停止?
  4. 哪些指標證明確實有改善?

翠鳥可以提供靈感,但不會替你簽驗收單。

四、好解法常會同時改善多個結果

500 系車頭原本面對的是隧道噪音,最後連空氣阻力、速度與耗電也一起改善。

這通常表示團隊找到了問題的共同成因。

管理上也一樣。

一套新流程若只讓報表看起來比較完整,員工卻要多填三張表、多開兩次會議,這通常只是把負擔換一個地方存放。

比較好的設計,往往會同時帶來幾項結果:

  1. 等待時間縮短
  2. 錯誤減少
  3. 交接更清楚
  4. 新人更容易學
  5. 主管更容易檢查

當一項改善只能讓簡報增加三頁,卻沒有讓任何人的工作變簡單,可能需要再去看幾隻鳥。

給主管的一個仿生練習

下次遇到難題時,可以先寫下三個問題:

  1. 我們真正需要完成的功能是什麼?
  2. 自然界中,哪一種生物每天都在處理相似問題?
  3. 它依靠的是什麼機制,而不只是什麼外形?

例如:

公司需要快速傳遞異常警告,可以研究蜂群、鳥群或人體神經系統。

公司需要在資源不足時重新分配工作,可以研究蟻群覓食。

公司需要建立不依賴單一主管的協作方式,可以研究菌絲網路或蜂巢。

公司需要處理大量變動,又不能每次重新開會,可以研究候鳥隊形與魚群轉向。

答案未必能直接拿來用,但問題會因此改變。

而許多管理突破,往往就從換一個觀察對象開始。

新幹線工程師卡關時,最後跑去看翠鳥。

所以,下次公司會議陷入僵局,也許暫時不要再找一位顧問進來。

先去動物園走一圈。

至少門票比較便宜。