迈凯伦赛车队能教给我们什么？ - 彭博社

在2008年摩纳哥大奖赛进行到第六圈时，刘易斯·汉密尔顿的迈凯伦赛车在湿滑的路面上打滑，撞上了护栏，右后轮爆胎。当时，汉密尔顿是一位天赋异禀、急躁的驾驶员，也是赛车界最大的明星之一，他正处于第二名的位置。爆胎在任何一级方程式比赛中都是一个严重的挫折。在摩纳哥，这个赛季中最具声望的赛事，这简直是灾难：赛道布置在公国蜿蜒的丘陵街道上，而不是专门建造的赛道，因此超车几乎不可能，失去的地面特别难以找回。三届一级方程式冠军尼尔森·皮奎特曾将这场比赛比作“在你的客厅里骑自行车”。雨水只会加大挑战。

当汉密尔顿撞上护栏时，迈凯伦赛车队的13名成员正坐在英格兰沃金的一间没有窗户的控制室里，距离赛道900英里。外面，苍鹭站在环绕着迈凯伦科技中心弯曲玻璃外立面的人工湖中。坐在监视器前的男女，穿着与赛道上队友相同的黑白制服，包括战略师、系统工程师、性能工程师、机械工程师和IT专家；大楼里还有数十名其他人也在参与。关于赛车设置和管理的许多决策是在这里做出的，而不是在赛道上。团队现在只有不到30秒的时间，也就是汉密尔顿将车驶入维修区所需的时间，来做出一个非常重要的决定。

在比赛前的几周和几天里，迈凯伦的工程师们进行了数千次模拟，测试组件、配置、设置和策略。比赛开始后，模拟仍在继续运行，随着赛道信息的输入，其预测能力逐圈提高。这意味着系统中有一个关于确切发生情况的建议——汉密尔顿在第六圈需要进站，而当时正下着预计很快会减弱的小雨。在汉密尔顿打电话报告爆胎的六秒后，比赛工程师通过无线电冷静地告诉维修队准备一套轮胎——不是深纹的“全湿胎”，而是可以在较干燥路面上抓地的中性轮胎。几乎在同一时刻，团队经理告诉维修队加注额外的燃料。

这两个决定都是经过计算的赌博：额外的燃油会让汽车变重，而中间轮胎在雨中表现得不那么好，但汉密尔顿能够在竞争对手需要加油和更换轮胎之前继续留在赛道上，从而在他们加油时超越他们。在10圈内，汉密尔顿回到了第三名，当他前面的两名车手需要进站时，汉密尔顿接管了领先位置。他一直保持到方格旗。这是记忆中最戏剧性的摩纳哥比赛之一，汉密尔顿最终赢得了那个赛季的车手冠军。

“这一切都是概率性的，”麦克拉伦的车辆工程负责人马克·威廉姆斯说。“因为系统在后台实时运行比赛，你可以对它说，‘我该如何超越前面的家伙？’它会去具体查看他和你可能采取的所有选项，并根据概率分析得出最佳解决方案。你可能会或可能不会超越他，但你离他最近的方式就是采用这个策略。”

麦克拉伦长期以来以数据痴迷的赛车运营而闻名。它为所有的一级方程式竞争对手制造遥测系统，以及一级方程式、印地赛车和纳斯卡的计算机发动机控制单元。当麦克拉伦的赛车在赛道上时，超过120个传感器传输关于轮胎压力、扭矩、温度和下压力（在过弯时至关重要的由气流在移动物体上产生的垂直压力）的大量信息。

公司决定，它在数据分析、模拟以及它所称的“决策支持”方面所开发的高度专业化的专长，是一些远离赛车世界的企业可以从中获益并愿意支付的。五年前，迈凯伦在杰夫·麦格拉斯的领导下推出了一家名为迈凯伦应用技术的咨询公司，麦格拉斯是一位在石油和天然气行业开始职业生涯的工程师，后来转向电信行业。在其他项目中，MAT为生病的儿童设计了更好的健康监测系统，并为希思罗机场创建了一个减少航班延误的调度系统。它与一些世界上最大的石油和天然气钻探公司合作，减少他们在无效勘探上花费的时间，并与数据中心运营商合作，更好地管理需求高峰。它正在帮助制药公司加快药物试验并减少其生产工厂闲置的时间。

在大数据已成为常态的时刻——而廉价传感器和计算能力使一切可测量——挑战在于知道哪些数据是重要的，哪些仅仅是噪音。迈凯伦在弄清这个问题上有数十年的经验，同样重要的是，建立能够实时处理这些数据的系统——为在极大压力下做出高风险决策的容易感到不知所措的人类大脑提供一种支架。公司拥有一批习惯于使用巨大资源、最新技术和极少时间的工程师。它押注于许多商业问题本质上可以被视为比赛，并且它有一个先发优势。 迈凯伦的第一个咨询项目之一是在 2008年北京奥运会之后，为英国奥运团队提供的。MAT与四个夏季运动和两个冬季运动的运动员合作：划船、骑自行车、帆船、皮划艇、雪橇和骷髅（如英国人所描述的“滑冰上的茶盘”，由一个人头朝下沿冰槽滑下）。

这项工作的领导者是卡罗琳·哈格罗夫，一位拥有十多年赛车经验的机械工程师。哈格罗夫曾是剑桥大学的讲师，刚开始质疑自己是否适合学术生活时，她在一本工程期刊上看到了一则麦克拉伦赛车的招聘广告。这位蒙特利尔出生的女性对汽车兴趣不大，但她喜欢有趣的问题，于是她申请了这个职位。

麦克拉伦应用技术负责人麦格拉斯由杰森·拉金为《彭博商业周刊》拍摄

她于1997年加入麦克拉伦，成为一个小团队的一部分，开发赛车模拟器。那时，女性在一级方程式工程师中仍然很少见。模拟器更是稀有：没有任何车队拥有一个。即使在麦克拉伦，对这个项目的热情也不高。车手们抱怨图形效果差，而当时团队的首席设计师阿德里安·纽维表示他认为这项技术毫无用处。渐渐地，哈格罗夫和其他工程师改善了软件和机械。然后，一级方程式对汽车在赛道上测试的时间施加了限制，突然间每个车队都需要一个模拟器。

如今，麦克拉伦拥有两台这样的机器：全尺寸的汽车车身安装在液压装置上，周围环绕着弯曲的视频屏幕，机械臂可以来回摇动驾驶员的头盔，以模拟高速转弯时的剧烈G力。一台位于沃金总部的地下室，靠近风洞；另一台则在上方类似实验室的区域，那里是麦克拉伦赛车的制造地，以及它最近开始销售的超高端消费车的设计地。模拟器可以编程成百科全书般的课程和条件，但它们不仅仅是训练工具。它们能够计算不同组件如何影响汽车的操控，即使这些组件仅存在于一组规格中。这意味着团队可以在实际制造之前在模拟器上测试零件，因此只有有前景的零件会被制造并在赛道上试验。在麦克拉伦开始使用模拟器之前，它制造的零件中只有10%最终用于其赛车；现在，这一比例达到了90%。

一位曾经的滑雪教练，曾在网球、壁球、冰球和羽毛球等项目中竞争，哈格罗夫全身心投入到奥运项目中。当项目开始时，MAT还处于起步阶段，因此哈格罗夫让来自一级方程式的同事们捐出时间。汽车设计师制作了新的雪橇，针对每位骑手的身体进行了定制。数据工程师在滑雪者面前安装了一个读数装置，以便在风洞中练习时使用。该设备告诉他们身体产生了多少阻力，以及头部和肩部位置的变化如何影响阻力。这是运动员之前只能在练习后获得的信息，而不是在他们能够立即做出反应并看到效果时获得的信息。

工程师和程序员为测试准备模拟器照片由杰森·拉金为《彭博商业周刊》拍摄

对于追逐赛自行车手，他们在场地自行车上骑单速自行车，哈格罗夫的团队创建了一种数据记录设备，安装在他们的座椅下，并将扭矩、速度、功率和自行车在转弯时的倾斜度等信息发送给教练。迈凯伦的程序员还编写了软件，将这些数据与团队目标、过去的比赛和竞争对手的结果进行对比。“以前分析一个比赛周末的数据需要三周时间，”哈格罗夫说。“现在他们能够在进行过程中自动完成。”

在与英格兰国家橄榄球队的类似工作中，迈凯伦的工程师利用教练在训练中从球员身上收集的传感器数据，设计算法以获取新信息。例如，哈格罗夫的分析师能够确定一名球员的疲劳程度——因此也能判断他受伤的可能性——通过他被铲倒后起身所需的时间以及他在一个下午内的步伐下降幅度。 在三届奥运会上，哈格罗夫合作的运动员赢得了17枚金牌，总共32枚奖牌。迈凯伦不能独占所有的功劳——这些项目在英国之前表现良好，而其追逐赛自行车队在这一项目上已经主导了十年——但这是一个开始从汽车多元化的良好起点。随着员工人数增长到目前的250人，MAT也招聘了自己的工程师和设计师，其中许多人来自赛车界之外。

另一个早期客户是Specialized。这家北加州的自行车制造商长期以来声称“更平滑就是更快”，这意味着其高性能公路和山地自行车吸收颠簸的能力不仅使骑行更舒适，而且比竞争对手更快。然而，更平滑并不总是更快：一辆过于灵活的自行车会从骑行者的踏板中窃取动力。那么，什么样的平滑算是过于平滑呢？即使是行业领先的自行车制造商如Specialized使用的测试方法——让人们骑乘原型车并反馈——也高度主观且用途有限。

在2010年初被雇佣的MAT团队决定构建一个自行车版本的赛车模拟器。他们很快意识到这个项目带来了自己的一系列挑战。与汽车不同，骑行者的身体是计算中的一个重要部分。“人类是一个庞大、肥胖、模糊的质量，坐在一个非常坚固、轻便的结构上，”负责该团队的工程师和产品设计师邓肯·布拉德利说。为了有效，模拟器必须重现骑行者和自行车的动态。

在三年的时间里，迈凯伦团队收集了关于不同Specialized自行车不同部件的性能数据，包括单独和组合的表现，以及有无骑行者的情况。作为一名严肃的骑行者，布拉德利常常担任测试骑行者，穿着紧身衣和头盔，坐在一个安装在液压装置上的拆解自行车上。该装置会将经过校准的震动传递到车把或座椅，传递到他的手或臀部，传感器测量力量的扩散。这是一项缓慢的工作，但到2013年中期，团队成功地创建了一个本质上是虚拟自行车：“我们将整个系统，包括骑行者，转化为一个数学公式，”布拉德利说。现在，Specialized的设计师和工程师可以通过几次按键，改变各种部件的形状、重量或刚度，并尝试在不同路面上骑行得到的自行车。

“我们多年来一直在进行用于构建这个模型的测量，但我们无法将其组合在一起，”专门从事空气动力学研究和开发的经理马克·科特说。“如今的世界存在一种分析瘫痪的现象，您世界中的每一个部分都以某种方式被测量。”他说，麦克拉伦“在他们的汽车上装了太多传感器，他们知道如何以及何时解读这些数据。” 到2011年底，麦克拉伦在体育之外引起了兴趣。斯蒂芬·梅休是一位生物化学家，他领导着一个分析师团队，制定英国医疗巨头 葛兰素史克的研发战略。他早就知道麦克拉伦——一级方程式在英国是个大事——但当他的上司告诉他，他们雇佣了这家赛车制造商来帮助他完成工作时，他感到怀疑。梅休非常礼貌地说：“我认为我们这边有一种健康的怀疑态度。”他被派去参加在麦克拉伦现场果汁吧的会议，只有当哈格罗夫描述奥运会和橄榄球的工作时，梅休才开始认为合作可能不是浪费时间。制药商和奥运教练一样，对人类表现感兴趣。

尽管药物发现过程非常复杂，但在人体上试验仍然是一个耗时且低技术的过程。志愿者服用药物（或安慰剂），然后通过几个月一次的医生访问进行监测，因此数据点稀少。梅休想知道患者是否可以像橄榄球运动员和追逐自行车手一样进行远程监测。如果信息能够不断记录并传回测试者，那么药物的效果——或缺乏效果——可能会更早被发现，从而节省劳动力、时间，甚至可能节省大量资金。

布拉德利与他为Specialized设计的其中一辆自行车摄影：杰森·拉金为彭博商业周刊拍摄

GSK和MAT团队决定专注于影响个人运动的疾病。这个想法是随着治疗的进行，测量患者的运动——他们移动的多少、频率、距离，甚至流畅度。如果药物有效，研究人员将能够实时检测到患者的改善。在一项试点研究中，迈凯伦的工程师在80名中风患者身上安装了传感器。GSK正在分析试验结果，但如果结果足够有希望，该公司将考虑与正在接受帕金森病、肌萎缩侧索硬化症（ALS）和关节炎治疗的患者进行类似的工作。

除了开发治疗虚弱疾病的药物，GSK还生产日常用品。位于英格兰梅登黑德的一家牙膏工厂的工程总监邀请迈凯伦来提高生产线的效率。工作重点是换线，即生产线停止以更换口味的短暂时间。这类似于赛车的进站，迈凯伦的顾问也这样处理，利用视频分析来优化每个团队成员的职责和动作，重新安排工具的布局，并为团队创建一个七步的准备和总结程序。在六个月内，平均换线时间从49分钟减少到15分钟，按照GSK的计算，这相当于每年多出700万支Sensodyne和Aquafresh牙膏。

在与梅休团队的另一项合作中，迈凯伦为GSK的化学家设计了一款数据可视化工具。药物研究人员在确定要进行试验的化合物之前，会筛选数万种化合物，评估它们的效力（效果如何）、溶解度（到达所需位置的能力）、选择性（效果的针对性）以及其他特性。问题在于，改变一个分子以提高其效力可能会降低其选择性或溶解度，反之亦然。团队可能会花费数月时间调整化合物，结果发现他们早已找到最佳平衡。迈凯伦为GSK创建的软件将所有化合物的原始化学数据表转换为直观的图形，以便研究人员更容易判断他们的努力是否达到了收益递减的临界点。

与北海的主要石油和天然气勘探公司（迈凯伦不会透露是哪家）合作，MAT正在为钻井操作员开发一款数据分析和图形程序。引导海底钻头需要灵活性和冷静：操作每天消耗一百万美元，因此延误的成本很高，而错误的成本可能是生态灾难。随着钻头的下降，它会穿过坚硬的岩石层和较软的沙层。操作员必须调整钻头旋转的速度、钻入地面的压力或清理碎石的速度。如果操作不当，钻头可能会停滞不前——更糟糕的是，振动得如此厉害，以至于开始在可能长达10英里的钻链末端甩动。

为了帮助操作员，迈凯伦程序从钻头上的传感器获取信息，并创建一套不断更新的建议，指导如何进行。这些建议可以根据操作员希望的保守程度或他愿意承担的风险量身定制。“我们对钻探一无所知，”哈格罗夫说。“但我们意识到，这不仅仅是钻探过程本身；而是当事情不太顺利时，如何继续进行。”

航空旅行也是一个经常出现问题的领域。机场登机口和跑道空间的有限供应以及恶劣天气的不可避免性结合在一起，形成了一个紧密耦合的网络，延误和瓶颈可以迅速波及整个大陆。协调到达和出发的机场管理者处于这种即兴而又颠簸的舞蹈的中心。当他们早上醒来时，前一天起飞的飞机正朝他们飞来——有些已经晚点或被重新调度——他们必须想办法最好地将它们接入。

迈凯伦保持一些过去的获胜者在运转照片由杰森·拉金为《彭博商业周刊》拍摄

伦敦的希思罗机场呈现出一个特别复杂的难题。它的客流量仅次于世界上少数几个机场，但只有两条跑道——相比之下，芝加哥的奥黑尔国际机场有八条。作为额外的限制，当地的环境和噪音法规将大多数航班限制在早上6点到晚上11点之间。“这是任何地方最繁忙的两条跑道，”英国国家空中交通服务公司（NATS）希思罗的总经理乔恩·普劳德洛夫在机场控制塔底部的会议室里说。几乎300英尺高的玻璃墙顶帽形房间里，充满了坐标和指令的低语声，一个11人的团队编排着不断的起降流。今天天气晴朗，最终进场的喷气式飞机在伦敦和东部地平线上排成一条长长的直线。

“人们只会在第五航站楼的地板上睡一次，因为错过了他们的 英国航空 航班，在这个我们所处的随机世界中，”普劳德拉夫说，“他们会说，‘你知道吗？抱歉。我会从我当地的机场搭乘 KLM 去阿姆斯特丹，’那里有比我能想象的更多的跑道。”

普劳德拉夫是NATS与迈凯伦合作创建更好调度系统的负责人。之前，调度依赖于一个计算机程序，该程序查看过去季节的几个“研究日”，通常是理想化的日子，几乎没有出错。在与NATS合作的过程中，迈凯伦创建了一种软件工具，使希思罗机场的跑道调度限制委员会能够模拟糟糕的日子以及好的日子，并模拟诸如法兰克福的暴风雪、新加坡的浓雾或冰岛的火山喷发等事件对全球航空交通的影响。这使得机场能够更好地规划延误，因此提高了其容量。

“以前，你只是在看一张空白的纸。现在你有了一幅图像和一些滑块以及旋钮，”前公路汽车工程师迈克·菲利普斯说，他负责空中交通控制工作。“你可以玩弄它，开始看到你的行动在采取之前的效果。”

迈凯伦现在正在开发一个更雄心勃勃的软件版本，可以逐日甚至逐小时调整调度。这个被称为“比赛日”的软件将不断根据incoming aircraft的速度和位置以及它们路径上的天气更新其预测，使模型更贴近现实。它最有价值的用途之一是在多个气象和后勤多米诺骨牌倒下的日子里作为损害控制工具。例如，如果到下午中期显然希思罗无法在晚上11点截止之前处理所有剩余的计划到达航班，比赛日将根据用户想要优先考虑的事项推荐如何进行。目标是取消最少的航班吗？保留最多的连接吗？偏向长途航班而不是短途航班吗？软件不会自己做出决定——这些必须在航空公司、机场和国家航空当局之间进行协商。但它将使他们能够以更大的意识来处理后果。

“这些家伙拥有模拟能力，可以接收现在从空中传来的所有信息，因为所有这些飞机开始向希思罗机场移动，或者在希思罗机场准备离开希思罗机场，”普劳德洛夫说。“然后他们可以开始告诉我们，‘现在你的日子将会是什么样子。这是它如何与您创建的计划相匹配的。’这距离我们今天的情况有三百万亿英里。”在一次模拟运行中，该程序将希思罗机场的准时表现提高了19%。

哈格罗夫与医生、钻井工和奥运选手合作过照片由杰森·拉金为《彭博商业周刊》拍摄

虽然希思罗机场将在明年初开始使用迈凯伦/NATS调度平台，但“比赛日”与MAT创建的几个决策支持系统一样，仍处于概念验证阶段。希思罗机场可能会决定不需要它，就像GSK可能会决定在药物试验中给患者贴传感器会引发太多监管问题一样。MAT的整个商业模式依赖于寻找收取其创造的技术许可费的方法，这是一项没有成功保证的实验。

迈凯伦总是可以回到单纯的赛车和销售汽车。不过，他们的工程师似乎真的喜欢思考除了下压力和轮胎磨损之外的事情。彼得·范·马宁在2009年担任迈凯伦电子部门负责人时，在一次医学会议上发表了关于医生可以从赛车中学到什么的演讲。英格兰伯明翰儿童医院的重症监护医生希瑟·邓肯在听众中，并在演讲后接近了他。自那时起，两人一直在合作，试图找出监测重病儿童的方法。

在八月中旬的一个星期二，邓肯正在带领一组参观伯明翰医院，这是一座位于老工业城市市中心的维多利亚风格的塔楼建筑。患有肺炎和脓毒症的儿童，以及其他从心脏衰竭、器官移植和严重事故中恢复的儿童，躺在用帘子隔开的床位上，位于大型开放病房中。他们的年龄从有出生缺陷的新生儿到青少年——有的警觉而好奇，有的则重度镇静，几乎所有人都由担忧的父母陪伴。

邓肯解释说，像这样的病人有一个困难之处，那就是他们“通常是异常的”。他们所遭受的严重健康问题意味着他们各种生命体征的基线——他们的“正常”——可能一开始就超出了典型范围，这使得发现问题变得更加困难。他们的病情可以在几分钟内从稳定恶化到危及生命——在护士检查孩子的时间和一个小时后再次检查之间。

范马宁试图解释：“我的意思是，这些孩子很多都是稍微有些缺陷出生的，”他说。邓肯插话，带着责备的微笑。“这种工程术语，”她说。“他们是个体。他们非常个体。”

今天，重症监护病房的病人已经测量了他们的心率、氧气水平、血压等指标。邓肯和范马宁正在完善一种软件，可以在这些指标出现令人担忧的趋势之前很久就发现它们，而不是等到超过触发警报的临界阈值。这可以帮助医生预防问题。“如果数据告诉你在10分钟内有心脏风险，那并不是特别有用。如果它告诉你在三小时内你将发生心脏骤停，那就非常有用了，”范马宁说。“用一种简单的、非医学的术语来说，如果你能在身体仍在努力修复时，甚至在身体放弃之前就开始提供帮助，你将处于一个更好的位置。”

范·马宁和邓肯希望这将产生一种新的传感器和软件组合，可以销售给远超伯明翰的医院。这还有一段时间；邓肯预计他们将在接下来的六年里至少测试这项技术。目前，他们使用的软件仍然保留着旧的一级方程式默认设置，用于收集的数据类别。“是轮胎压力，轮胎温度，”邓肯说，然后思考了一会儿——“还有与齿轮有关的东西。”