解決方案
聯合利華的洗劑製程必須讓沸騰、高壓的化學漿料通過噴嘴噴出,以製造洗劑顆粒,但噴嘴不斷堵塞,顆粒大小也不一致,成為長期存在的生產問題。公司最初採取最直接的做法:請來流體動力學數學家,從物理第一原理計算理論上最佳的噴嘴幾何形狀。
這種專家計算的方法失敗了——數學推導出的最佳設計在實際運作中依然堵塞,因為噴嘴內真實的流體動力學太過複雜,無法在可處理的計算中完整捕捉。聯合利華沒有繼續改良理論模型,而是把同一個問題交給另一類專家:生物學家,他們完全不用方程式來處理。
生物學家把噴嘴設計視為演化過程,而非計算:從現有噴嘴出發,隨機產生十種變異,全部拿去測試實際的堵塞與顆粒一致性問題,保留表現最好的變體,再對這個勝出者隨機產生十種新變異,如此循環45個世代。
成果
改為「培育」噴嘴:產生十種隨機變體,以實際堵塞情況測試,保留最佳者,重複45個世代,最終得到一個無人能解釋的解決方案。
為何有效
數學模型無法捕捉真實的流體動力學,因此計算出的設計依然會堵塞。
以實際問題測試隨機變體,提供了直接的實證回饋。
反覆的選擇與突變,收斂到一個任何計算都推導不出的設計。
這個過程不需要理解勝出設計為何有效,只需測量它的表現。
可套用之處
當第一原理計算在複雜問題上失敗時,改用演化式搜尋:產生變體、以現實測試、選出最佳者、重複進行。
後續
經過45個世代與449個失敗變體後,這個過程收斂到一種效率比原始設計高出100倍以上的噴嘴設計——可靠地避免堵塞並產生一致的顆粒——儘管最終形狀古怪到團隊中沒有人能用物理術語完整解釋,為何它比流體動力學家計算出的數學「最佳」設計更好。
追溯依據
參考來源
- Sex and Soap Powder, Trial and Error The Squawk Point · squawkpoint.com
- What 449 'Failures' Can Teach Us About Success Sam Thomas Davies · samuelthomasdavies.com