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前言:150年前的电力革命革新了各行各业,而其中崛起最典型公司就是通用电气General Electric(看名字就知道)。与很多同时代崛起的公司(例如可口可乐、宝洁等)不同,通用电气的核心基因是研发,因为这就是一群发明家创立的公司:从创始人,知名发明家爱迪生开始,其一生积累了1300多项专利(也只有特殊时代才能有这么多发明机会),公司创始人之一Elihu Thomson也积累了700多项专利。惊人的是通用电气还产生过两位诺贝尔奖获得者,分别是Irving Langmuir(化学奖,1932)和 Ivar Geaever(物理学奖,1973)。本篇,我们来看看GE创立前100年历史(1878-1978),其发展过程中核心人物,以及核心业务,以及背后道理。
书籍:《A Century of Progress——the general electric story》,这本书图文并茂,采用编年体形式记录了GE前100年历史,缺点是没有最近50年的,还有就是有一些记录比较技术难懂。
成立期(1876-1892):爱迪生等发明家创建GE
发明家爱迪生。Thomas Edison出生于1847年美国俄亥俄州,1854年其家庭搬迁到密西根州,7岁的小爱迪生成立自己第一个“化学实验室”。12岁,爱迪生第一份工作是在火车上卖糖果和报纸。由于在一次事故中救了火车站长的儿子爱迪生被提拔为电报发送员(17岁)。21岁时,爱迪生来到纽约,身无分文,凭借修理电报机的技能拿到了一份月薪300美元的工作。这个时候,爱迪生已经开始各种各样发明了,包括Universal Stock Ticker(自动报价机?),爱迪生凭借这些发明获得了4万美元收入(巨款)。1876年,29岁爱迪生拥有一生中最伟大发明——电灯泡,此后还发明了发电机、留声机、电话等一系列电气化产品。1886年,爱迪生开始建立一座新的实验室,成为了1892年合并GE的前身。爱迪生并不是企业家,1892年GE合并成立后,其保留了董事席位,但基本不再参与公司管理,他继续从事自己的发明生涯。此外,爱迪生和亨利福特关系很好的朋友。
早期重要技术发明。1876年,爱迪生将实验室搬迁到新泽西Menlo Park,往后几年,其发明了碳丝白炽灯(1880拿到了专利),改进了电话(贝尔发明),第二年发明了留声机(Phonograph),还进行电动火车尝试。Edison Electric Light Company成立来支持爱迪生电灯市场拓展,其中JP Morgan是重要资金支持方,1883年公司资本金约为100万美元,到1889年增加到900万,1892年(几家公司合并时候)到1500万(大公司了)。1881年,第一座发电厂在纽约成立,爱迪生还发明一个新型电力传输线,降低了铜使用量以及电的传输成本,进一步加速电灯普及,1882年,爱迪生的电灯系统安装了150个包括3万个灯泡,5年内增加到700个包括18万个灯泡(增速很快)。1883年爱迪生效应发现,其是一种热电子发射现象。1886年,爱迪生发明第一座变压器。1887年,将电动驱动安装在自行车上,探索“电动汽车”。1891年,爱迪生发明了电影拍摄机器。另一位发明家Brush发明了手摇发电机(dynamo),Brush也发明了弧光灯(arc lighting),Brush Electric Company成立,到1880年有5000个Brush发明的发电机+电灯系统在运行,在弧光灯市场市占率达到80%。旧金山路灯系统就采用了Brush的系统,第一场夜晚举行的棒球比赛也于18883年在印第安纳州举行。1885年纽约自由女神像也安装了弧光灯。
下图:白炽灯VS 弧光灯
合并成立GE。1889年Edison旗下各个公司合并,1891年其通过专利诉讼获得了白炽灯相关所有专利,而Brush公司也和Thomson Houston公司合并。1892年,两家公司正式合并成了General Electric(GE),爱迪生公司主要资产包括白炽灯、电力传输系统,电动牵引系统;Thomson Houston公司主要资产则包括弧光灯系统,以及交流电系统。此时,1889年美国第一个交流电系统安装,1890年纽约一个监狱第一次用交流电处决犯人,爱迪生用这个案例表示自己对交流电反对(交流电有危险)。两家公司合并后合计营收2000万美元,有1万名左右员工。合并后,Charles Coffin(Thomson Houston高管,也是发明家,有700个专利)成为GE管理者。而爱迪生最初反对合并,此后成为GE董事会成员,但是更多精力投入到自己独立发明事业当中。
GE走上正轨(1892-1923):让电力从艺术到科学
将电力从艺术变成科学。两家公司合并最大的协同并不简单是业务,更重要是聚集了当时电力领域最强的研发团队,Elihu Thomson,James Wood,Edwin Rice等随便拿一个都是几百个专利在手的发明家。这个时期GE科研最强代表人物是Charles Proteus Steinmetz,他是德国裔移民,电力+数学天才,将虚数理论应用在交流电领域,极大简化了交流电分析和计算。设计了高效的交流电机,并对电机的磁场分布、损耗等进行了深入研究。他研究人造闪电,对交流电普及做出重要贡献。他研究了变压器的磁滞现象、涡流损耗等,并提出了改进变压器设计的方法。他在通用电气公司担任顾问工程师的同时,还在联合大学(现联合学院)任教,培养了一大批优秀的电气工程师。他编写的教材和发表的论文对电气工程教育产生了深远的影响。其次,Coffin的管理能力则帮助GE能够安然度过经济周期,同时不断将电从一门艺术(发明家的工作)变成科学(科学家+商业产品)。
电灯领域创新。1893年白炽灯灯丝进一步改良,此后进行真空化处理。1900年,Steinmetz发明了磁性弧光灯,极大提升了弧光灯的效率和寿命。1904年,波士顿安装了4000个磁性弧光灯作为路灯。1906年,金属元素钽被用来制作白炽灯,其发光效率提升20%。此后,钨元素白炽灯推出,其发光效率是钽元素白炽灯两倍。1913年Irving Langmuir(后来获得诺奖)将惰性气体充入白炽灯,能够显著提升白炽灯寿命。他同时发明缠绕的钨丝发光效率显著提升。1915年在旧金山举行的巴拿马大会已经装备了各种闪耀的灯。
工业、运输等电气化。1893年,第一座来自南卡州的纺织厂开始电气化,其采购了第一台商业发电机,这个系统能够支持1.2万个白炽灯。城市运输系统也开始电气化,芝加哥城铁系统安装了110个GE-2000电机,每台车安装2个100马力的电机。1906年,纽约车站开始禁止蒸汽机车进入城区,电气化开始。铁路系统也开始电气化,1895年,从巴尔的摩到俄亥俄的铁路开始从蒸汽转向电气,GE火车头由4个360马力电机驱动,能够载重96吨。第一座水电站开始在尼加拉瓜瀑布建设,功率达到1.5万千瓦,GE同时负责建设从水电站到纽约的输电轨道。1907年,第一台由电机驱动的船下水,是芝加哥的消防船,其电机由发电机驱动。炼钢厂的熔炉也开始电气化,1920年一座250千瓦,4000磅的电气化熔炉落地。
电气化的新型发明——医疗、家电、广播、飞机引擎等。1896年,Elihu Thomson研发了电子X光机(1895年德国科学家Roentgen发明),且展示了用其诊断骨科疾病的过程。1913年,GE另外一名重要科学家Coolidge发明了高真空X射线管,极大提升X光机的易用性。1920年,重量仅为20磅的便携式X光机推出。实际上,医疗设备自此成为GE核心业务之一(GE Health Care)。此外,各种家电产品也开始被研发出来(如下图展示),1902年推出了电风扇,1905年电熨斗。1910年电冰箱(1917年小批量生产)。1904年,GE来自英国科学顾问Fleming发明真空管,其灵感来自爱迪生效应。1906年,高频发射装置推出,无线信号可以远程接收。此后,Langmuir于1912年改进了真空管,将其用于电子产品如广播设备研发。1914年,第一个广播电台接收到德国宣布一战开始的信号,1916年类似原理的无线通话设备推出。1918年GE安装第一台全真空管组成的广播发射装置。为了应对德国等国家广播领域可能对美国危险,GE应美国政府要求支持成了了RCA(Radio Corporation of America)。GE于1922年成立美国第一个广播电台WGY。1918年,GE推出一座350马力的飞机引擎,搭载了GE研发的增压器(涡轮增压前身)。1918年一架搭载GE增压引擎飞机达到137迈(高度18400ft)记录。实际上,航空发动机此后一直成为GE拥有核心竞争力技术赛道。最后,1912年,GE推出了员工退休基金计划,比美国社保计划还早。
GE腾飞(1924-1946):从ToB到ToC
切入ToC市场。1922年,Owen Young和Gerard Swope接班成为GE的董事长和总裁(开启了GE双内核制度,一个是船长,一个是领航员),Yong 于1913年加入GE,之前是GE的法律总顾问和公共事务副总裁。而Swope则是1893年加入GE,工程背景。当时GE四分之三的业务主要是重资产、工业、交通和公用事业等ToB业务(电气革命),剩下是电灯、一小部分家电业务,而烤炉、电冰箱等高科技产品由于价格高昂,只有一小部分顾客可以买得起。这段时期,GE首先仍然保持了优秀的科研文化,其最显著成就是1932年Irving Langmuir因为表面化学的科研成果获得了诺贝尔化学奖,他是第二位获得诺贝尔奖的美国人(当时显然美国还不是科研主流话语权)。当时GE实验室负责人Whitney总是问科学家们:“你们今天科研工作里面有乐趣吗?”。此外,Swope和Young认为多元化对于应对风险很有必要,他们意识如果能够降低成本、提高可靠性和便捷性,家用电器的市场潜在市场很大。因此这一时期的GE除了制造更高效率灯泡、更大的发电机、发动机之外,重点就是开拓了ToC的家电业务。对于此前主要从事ToB业务的GE来说,进军消费者市场有很多能力需要重建,比如广告营销品牌能力,GE这个时期成功突破了这个屏障,成为家喻户晓的家电品牌。最后,这一时期GE还平稳度过了二战时期,在继任高管Reed和Wilson进军服役时候,退休的Young和Swope回来接班,确保了公司平稳过渡。
GE家电业务进展。冰箱是GE第一款爆款家电产品,1925年,GE宣布第一台垂直&密闭冰箱,其结合当时多项先进技术,比如全钢外壳是GE的发明。早期冰箱售价高达1000美元,可以买两辆汽车(福特)。GE市场调研发现电冰箱潜在市场很大,2年后公司成立了电冰箱部门,4年后1931年GE的电冰箱销量达到100万,可见当时井喷需求,简直和英伟达GPU差不多。其他重点家电产品包括1930年,GE推出第一个商用电子钟表;1932年,推出第一台商用洗碗机,且针对其推出了消费者贷款业务(GE后来金融业务);同年成立了空调部门,其能够实现屋内加热、温度控制、加湿等。1940年推出了窗机空调;1935年推出了食物搅碎机,其能够将食物残渣搅碎直接冲入下水管道,成为美国房子当今标配(当然已经不是GE牌);1936年推出了电热毯;1937年建立了洗衣机大型生产线;
电灯&电力系统更新。1925年推出了内磨砂灯,能够让光线更均匀传播。1928年推出了功率高达50千瓦的灯泡,用于机场等场景。1929年含水印的日光灯推出,其发出灯光类似太阳光,不伤眼睛。1930年,推出了相机闪光灯,此前相机闪光灯我们在很多民国影视里面看过,类似粉末爆炸效果,危险且不灵活。1934年,荧光灯推出,可用于防伪等场景。1939年,推出了全玻璃、密封的汽车大灯产品。电力系统方面,1926年GE实验室和Leland Stanford大学产生了当时人类历史最高电压210万伏特,能够测试全尺寸的传输线。1929年,GE安装当时最大功率蒸汽式发电机,功率达到20.8万千瓦。1931年发电机用煤发电效率提升了接近50%。1938年,GE实验室在纽约世界大会上制造了创纪录1000万伏特人造闪电。到1940年代,美国实现了电气化的农场超过200万,平均每个农场使用200个电气设备。
广播&电影&电视迎来大发展。GE是早期无线广播产业崛起重要推动者,其发明的高频交流发射器使得无线广播信号传输成为可能。1918其成立RCA(1932年之前是GE子公司,后来NBC电视网就是RCA的,1980年代又被GE收购)更是成为美国广播、电视重要推动者。1925年,GE极大提升了真空管可靠性,GE还发明一种有声电影拍摄方式,1920年代进入有声电影时代。1927年,推出了第一台电视(如下图所示),1928年WGY开始每周推出2次电视节目,《The Queen's Messenger》成为最早的电视剧之一,当时州长Al Smith就职典礼第一次被电视转播。1938年,WGY搬入新办公楼,拓展了5个studio,1939年GE正式成立电视部门,第二年推出美国第一个电视台WRGB,从美国纽约向外传输电视信号,其也成为第二家拿到FCC牌照的美国电视台。此外,GE开始测试用广播无线传输方式发送图片。此外,类似无线通话技术也开始装备到美国警车等设备上。
GE化学&材料进展。GE的底层是电气化革命,而电气化革命背后离不开化学、新材料(比如早期钨丝用来做灯丝,就是不断尝试新材料结果,不然也不会拿诺贝尔化学奖),因此GE在材料领域拥有诸多拿得出手成果,可见科技创新是环环相扣的。1924年,GE发明了可以转弯的石英轴从而可以让灯转弯;1930年,GE成立了塑料部门,酚醛树脂泡沫塑料开始生产,1940年代成为美国最大塑料生产商(没少污染环境,但当时是先进);1939年GE发明了不反射玻璃,其广泛用于汽车等领域。1940年,GE实验室工作人员成功分离出少量U-235,这开启了后来GE在核武器(GE科学家参与了曼哈顿原子弹计划),以及后来在核电等领域布局;GE还成功合成了人造钻石,被用来制作刀具等。
工业&交通&医疗成果。工业层面,1926年全电动运煤车(矿区)开始普及;1936GE推出了商业的分光测色仪器,能够准确测量颜色;1942年GE推出第一台电子显微镜,其分辨率能够达到光学显微镜10倍。1943年,GE推出了当时全球最大电子加速器,对研究原子结构有重要意义。医疗方面,1930年GE成了X射线子公司Victor X-Ray,其开始销售GE X光设备。GE还推出高频波设备用来治疗疾病。交通方面,1925年,美国萨拉托加和莱克星顿两艘航母都由GE提供的蒸汽发电+电机类似增程模式动力系统驱动;类似逻辑的火车头单程里程达到450英里,能够在石油和电力两种能源来回切换(混动);弧光焊接装置被用在波音飞机焊接上;飞机动力方面,1938年,GE的飞机增压器能够在高海拔保持强性能,从1925年开始其成为Wright, Pratt &Whitney等飞机公司唯一螺旋桨动力供应商。1942年,GE I-A系列涡扇发动机成为美国商用第一款喷气式发动机(如下图),开启了飞机新时代。1945年,洛克希罗P-80搭载GE I-40引擎实现了4小时13分钟从加州到纽约,均速达到584英里/小时。喷气式飞机时代让地球都变小了,不仅在旅行维度,还在商业贸易维度。
全能GE(1947-78):拥抱计算机、半导体、航空航天等科技趋势
权力去中心化,拥抱科技趋势。二战后,几大技术周期开始,包括半导体革命,计算机革命,航空航天(美国登月为高峰)等,而GE作为科研龙头,首先保持了优秀研发传统,在纽约、密尔沃基、威斯康辛等州都继续保有大量实验室,且能够高效管理这些实验室。1973年,来自GE科学家Ivar Giaever凭借超导隧道效应的发现获得了诺贝尔物理学家,Giaever是挪威到加拿大移民,当时是GE加拿大公司科研员工。从管理上,随着公司体量不断变大,这段时期高管Cordiner(1922年加入GE,中间离开了几年又重回GE)主导更多放权给中高层的业务直接负责人(学习Dupont,分权给120个部门负责人),另一方面则成立Strategic planning战略部门,来更加高效辅助公司决策执行和资源分配。这期间GE一些新业务收入占比提升显著,1968年,传统供电、家电、工业和电力设备业务占公司营收80%,到1979年期占比仅为47%,而人造材料营收占比则从6%提升到27%,多年材料科研成果真正变成了营收,服务业务包括金融、信息服务等从10%提升到16%,而以飞机引擎为主的交通业务占比从4%提升到10%。
GE家电业务持续发展。1947年推出兼具留声机和收音机家庭娱乐产品,同年推出黑白电视、全自动洗衣机、双开门冰箱等产品;1950年代推出了全自动便携式洗碗机;此后推出便携式电视、烤箱、家用电熨斗,其具备喷洒、蒸汽和免烫等功能;1960年代发布了Zoneline系列空调(如下图),能够独立制热制冷,推出了电动牙刷(小型电机),推出了便携式空调扇,推出了第一台彩色便携式电视机,此后推出20英寸彩色显像管,开始布局有线电视系统,GE无线通话设备安装到美国高铁设备商,推出了可以直接出冰块功能的冰箱。1970年代GE还推出了家用烟雾探测器安全系统。
GE材料领域进展。1947年GE开始将冰箱门改成塑料材质,替代了原来笨重的钢材料;GE子公司Carboloy开始提供滚压式钻头 (包含硬质合金块)用于挖掘坚硬矿;1955年推出可复制过程制作的钻石,解决了困扰科学家几百年问题,此后人工钻石被用来进行金属切割等应用场景。次年,GE研发一种Noryl树脂的热塑性工程塑料,其耐热性好、尺寸稳定性好、电性能优异、阻燃性好等。1962年推出RTV橡胶,其特性包括室温固化、弹性好、耐高温、耐低温、耐候性好、电绝缘性好等。1960年,GE研发了体积最小的碳珠球,主要用于圆珠笔笔芯(这个在那时候是个技术活)。1961年GE研发了可充电电池,其能够升级很多便携式设备。
GE交通、工业、医疗等领域进展。1956年GE J79喷气式发动机被搭载在Convair 880和990飞机上,能够实现2马赫的飞行速度。1968年,CF6引擎被搭载在麦道DC10飞机上,此后又搭载在空客A300,波音747等民航飞机上。1960年代诸多GE的火车头、轮船发动机业务都开始柴油化,1962年GE推出阶梯式相控整流器推进系统,用于升级费城火车铁路系统。工业领域,1957年推出了基于卡片式计算机信息系统的机器控制系统,预示着工业设备信息化。1977年GE推出了Helix 2000型号电机,其是齿轮电机自1930年以来最大更新。医疗领域,1964年GE推出第一个针对重度病人及时看护系统,66年GE推出新的X射线系统极大减少了辐射。
GE电力系统进展。1948年,GE引入计算机来管理海军核动力装置(后来用来管理核电站反应堆)。1949年,GE推出美国第一台用汽油发电装置,功率3.5千瓦。1955年,GE涡轮发电机被用于美国第一座商用核电站。二战后核电站开始蓬勃发展,57年GE获得了美国政府颁发第一个核电站反应堆牌照(位于加州),美国第二辆核潜艇下水,核反应堆由GE的KAPL系统设计。1978年,GE参与当时全球最大核电站日本福岛核电站建设。1963年,GE发明了蒸汽和汽油混合发电装置,汽油燃烧废气可以当作蒸汽重复利用,极大提升了发电效率。在电灯领域,1954年,在灯泡中加入石英后,灯泡体积显著减少,效率显著提升。而全天候汽车大灯能够极大提升恶劣天气驾驶安全性。GE闪光灯用于宝丽来爆款产品SX-70拍立得,又用于柯达一系列便携相机。这一时期,电灯领域创新和效率提升已经显著变慢,1977年GE研发新的磷光体使得电灯效率提升14%,是自1950年以来最大提升,78年又提升了2ppt效率。GE旗下供电公司GESCO进军国际,1929年,GE旗下14家电力传输企业合并成立了GESCO供电公司,到1956年其是GE一个部门,此后GESCO开始走出国门进军沙特等国际市场。
国防和计算机领域进展。冷战时期,GE在国防领域不少进展。1950年代推出全自动射击装置,推出雷达系统(GE FPS-17是当时最强防空雷达),反坦克系统,以及参与Atlas洲际导弹设计,核潜艇反应堆设计,Mark 2返回舱被用于美国航空航天,并且深度参与了美国1969年登月计划,和之后美国航天飞机体系。半导体革命方面,1952年GE电子部门开始大规模生产晶体管,推出小型继电器用于航天航空设备,1960年推出GE-225计算机系统,并于1965年推出计算机时间分享系统,其是后来云计算和互联网的雏形,一方面多人可以共享宝贵计算机资源,另一方面多人可以基于一台计算机设备互相通信,发电子邮件。1974年GE开始探索微处理器技术。76年GE推出了打印机系列产品。
GE培训系统和客户服务体系。自1892年GE成立开始就有员工技能培训体系,1956年GE管理干部学院在纽约开学,其核心要培养基层干部,而随着GE去中心化决策系统,这些人素质对公司前途至关重要。此后5年,其为公司培养了1500名后备干部。1950年代,GE拥有成熟服务体系,比如仪器服务部门拥有190个网点分布在18个国家,拥有12500名技术服务人员。而安装服务部门则拥有4200名工程师,在170多个办公室,其中20个在美国之外。此外,GE金融业务也有所发展,从最开始消费贷款开始,发展到保险、飞机租赁、供应链金融等一系列业务。
展望未来——持续创新才是GE最根本护城河。1970年代,GE核心高管是Jones,他1939年就加入了GE,Jone掌管GE 7年时间公司营收从100亿美元增长至220亿美元,利润从5.7亿美元增长到14亿美元。Jones拥有良好政商关系,经常被美国总统请为亲密顾问。此时GE高管团队里面又一位John F Welch,其后来成为传奇CEO(我们后续会有专门文章)。1978年,Jones在股东大会上说,要说GE所处业务领域,本质上就是不断创造新的业务,只有不断通过科技创新发现新业务,新收入,公司才能持续增长。而其认为能源革命,比如用煤增加(和现在趋势相反),太阳能、水电等;效率工具,主要是计算机硬件和软件革命,比如CAD工具等;新消费趋势,比如微波炉、有线电视等消费新趋势;此外,还包括矿业升级,人造材料等。
后记:上半场高科技,下半场制造业
GE崛起毫无以为基于电力革新各行各业大时代,尤其在一战后美国加速普及,1919年美国24%家庭通电,1929年提升到65%,这里面有巨大整个电力产业链需求,比如GE供电公司。另一方面,基于电力创新的新产品需求也同样被激发出来,典型的就是家电。只有不断创新才能引领大的技术革命,GE是佼佼者,1978年,GE拿到了865个技术专利,平均3.75个,其历史积累足足5万个专利(当时美国第一)。更不用说,爱迪生,Elihu Thomason等先去,以及两位诺奖员工。基于这些科学家不断创造,GE才能不断研发出新材料,新产品不断将电力革命推到新高度。而随着自身科研能力增强,在喷气式引擎等非电力领域GE也做到了很高的高度。不过,冷静来说,所有高科技的归宿可能最终都是制造业(比如电灯到1970年代进化就很慢了,这时就会变成制造业),2021年,GE宣布将自己分拆为3个独立子公司GE Healthcare,GE Aerospace和GE Vernova(主要是能源相关业务),感觉都还是现在比较高科技的领域,其家电业务已经无存,而20世纪上半叶的电冰箱绝对是高科技。综合通用汽车等企业长期发展历史来看,中美类似的是都有一个巨大的本土市场(孵化强劲产业基础必要条件),差异则是美国善于高科技,而中国善于制造业。
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