隨著智能汽車(chē)的逐步推進(jìn)，汽車(chē)的復(fù)雜度在持續(xù)的提升，造成智能汽車(chē)的開(kāi)發(fā)復(fù)雜度越來(lái)越難以管理。影響或滯緩智能汽車(chē)產(chǎn)業(yè)升級(jí)發(fā)展的主要原因有以下四點(diǎn)：
第一：用戶(hù)體驗(yàn)帶來(lái)的復(fù)雜度提升。隨著智能化的發(fā)展與普及，用戶(hù)駕乘體驗(yàn)逐漸從傳統(tǒng)的交通工具向第三空間擴(kuò)展，汽車(chē)使用的場(chǎng)景、用戶(hù)功能等均在大幅度擴(kuò)展，成百上千的場(chǎng)景、功能組合形成了現(xiàn)在越發(fā)復(fù)雜的智能汽車(chē)體系。
第二：技術(shù)進(jìn)步帶來(lái)的復(fù)雜度提升。如越來(lái)越大的電池能量密度的追求和快充性能的追求帶來(lái)了嚴(yán)重的電池安全挑戰(zhàn)；人工智能、5G 通信、云計(jì)算等多種數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)汽車(chē)向智能化不斷進(jìn)化的同時(shí)，也大幅度增加了軟硬件開(kāi)發(fā)復(fù)雜度。
第三：競(jìng)爭(zhēng)帶來(lái)的堆料、堆配置、各種選配等模式導(dǎo)致汽車(chē)配置多樣性、復(fù)雜度快速增長(zhǎng)。
第四：監(jiān)管&法規(guī)帶來(lái)的復(fù)雜度提升。智能化、網(wǎng)聯(lián)化賦予汽車(chē)智能、便捷體驗(yàn)的同時(shí)，也帶來(lái)了黑客攻擊、數(shù)據(jù)濫用等嚴(yán)重的安全問(wèn)題。
對(duì)于傳統(tǒng)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)而言，復(fù)雜度提升的四大原因，到底意味著什么？這些原因?qū)ζ?chē)產(chǎn)業(yè)的具體影響和挑戰(zhàn)是什么？這都將導(dǎo)致未來(lái)智能汽車(chē)在配置、硬件、外設(shè)、軟件的種類(lèi)與數(shù)量將分別增加 10 倍以上。
尤其是軟件的大量引入將給汽車(chē)產(chǎn)業(yè)帶來(lái)五大挑戰(zhàn)：
第一：技術(shù)架構(gòu)方面，當(dāng)前架構(gòu)下任何一個(gè)部件的增加、修改、更新都會(huì)對(duì)整車(chē)帶來(lái)影響，以傳統(tǒng)通信矩陣為例，當(dāng)前修改和配置需要 N 周時(shí)間。未來(lái)電子電氣軟硬件數(shù)增加 10 倍以上，大量軟件的引入，那又意味著什么呢？
第二：安全和隱私保護(hù)方面，全量測(cè)試時(shí)間長(zhǎng)、代價(jià)高，如果部分測(cè)試造成漏測(cè)會(huì)導(dǎo)致什么后果？尤其是安全漏洞被黑客劫持，那對(duì)整車(chē)廠的品牌和用戶(hù)粘性會(huì)帶來(lái)什么樣的后果？
第三：組織流程方面，整車(chē)廠如何建立與軟件定義汽車(chē)開(kāi)發(fā)模式相匹配的組織架構(gòu)？面對(duì)消費(fèi)者上千種配置組合、上千種體驗(yàn)場(chǎng)景、上萬(wàn)種組合服務(wù)和應(yīng)用，哪些更新推送給所有的用戶(hù)？哪些推送給限定的用戶(hù)？
第四：商業(yè)模式方面，面對(duì)軟件定義汽車(chē)對(duì)傳統(tǒng)汽車(chē)供應(yīng)鏈與合作模式的顛覆，產(chǎn)業(yè)中各方利益如何分配？如何共同做大產(chǎn)業(yè)蛋糕？
第五：生態(tài)協(xié)同方面，傳統(tǒng)汽車(chē)供應(yīng)鏈?zhǔn)?Tier2->Tier1->整車(chē)廠線(xiàn)性模式，但對(duì)于軟件定義汽車(chē)時(shí)代，一方面會(huì)出現(xiàn)新的玩家，比如互聯(lián)網(wǎng)公司、ICT 科技公司等，甚至出現(xiàn)個(gè)人開(kāi)發(fā)者，另一方面整車(chē)廠按照傳統(tǒng)的采購(gòu)和項(xiàng)目模式難以滿(mǎn)足消費(fèi)者對(duì)汽車(chē)常用常新、千車(chē)千面的需求，故各企業(yè)將圍繞以消費(fèi)者為中心進(jìn)行產(chǎn)品創(chuàng)新、研發(fā)和供應(yīng)，傳統(tǒng)線(xiàn)性模式將被打破，出現(xiàn)以網(wǎng)狀合作的形態(tài)。但如何合理分工從而優(yōu)化整車(chē)研發(fā)效率和成本，成為行業(yè)發(fā)展的難題。
一、技術(shù)架構(gòu)方面
1.1 軟件定義汽車(chē)技術(shù)亟待提升
面向汽車(chē)行業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展，需要產(chǎn)業(yè)鏈中各利益相關(guān)方共同推動(dòng)完成。當(dāng)前，整車(chē)廠、Tier1、Tier2、ICT 科技公司等均從不同視角推出軟件定義汽車(chē)相關(guān)技術(shù)能力規(guī)劃和解決方案，技術(shù)著力點(diǎn)不一致，行業(yè)級(jí)技術(shù)協(xié)同方案尚未形成，如下圖所示，當(dāng)前仍處于行業(yè)技術(shù)方案促動(dòng)期。
圖 3-1 技術(shù)成熟度曲線(xiàn)
- 從整車(chē)廠視角來(lái)看
傳統(tǒng)“以整車(chē)硬件產(chǎn)品為主銷(xiāo)點(diǎn)”的技術(shù)能力逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)椤败浻布诤?，且以?/span>件產(chǎn)品為主銷(xiāo)點(diǎn)”的技術(shù)能力，需要在完成整車(chē)電子電氣架構(gòu)升級(jí)的基礎(chǔ)上，依據(jù)研發(fā)主導(dǎo)程度和軟件能力兩個(gè)維度上進(jìn)行技術(shù)能力規(guī)劃。
一般會(huì)形成四種模式：全棧技術(shù)布局；核心領(lǐng)域技術(shù)重點(diǎn)突破；與軟件企業(yè)戰(zhàn)略合作；同主流核心 Tier1 深度綁定。
因此，要形成長(zhǎng)期清晰的軟件技術(shù)能力發(fā)展規(guī)劃、相應(yīng)技術(shù)能力和軟件生態(tài)方案，都需要一定的探索論證周期。
- 從零部件供應(yīng)商（Tier1/Tier2）視角來(lái)看
在“軟件定義汽車(chē)，整車(chē)架構(gòu)升級(jí)”的背景下，既有的產(chǎn)品供應(yīng)方式和技術(shù)能力存在嚴(yán)重挑戰(zhàn)，需要深刻調(diào)整，如何實(shí)現(xiàn)與盡可能多的整車(chē)廠技術(shù)方案對(duì)接，需要完成哪些關(guān)鍵技術(shù)能力儲(chǔ)備，需要一定的探索論證周期。
- 從 ICT 科技企業(yè)視角來(lái)看
軟件定義汽車(chē)如同是“四個(gè)輪子的智能手機(jī)”在手機(jī)端的相關(guān)成熟技術(shù)能力可直接借鑒，躍躍欲試，和其他相關(guān)方存在一定程度認(rèn)知偏差和技術(shù)能力對(duì)接偏差，需要一定的探索論證周期。
軟件定義汽車(chē)剛剛在行業(yè)內(nèi)達(dá)成共識(shí)，產(chǎn)業(yè)鏈中各利益相關(guān)方在軟件定義汽車(chē)技術(shù)能力方面仍處于探索儲(chǔ)備期，行業(yè)內(nèi)缺少成功案例，沒(méi)有成熟經(jīng)驗(yàn)借鑒，大規(guī)模嘗試一旦選錯(cuò)技術(shù)路徑將帶來(lái)巨大的風(fēng)險(xiǎn)。
因?yàn)楫a(chǎn)業(yè)鏈中各利益相關(guān)方基本處于同一起跑線(xiàn)，所以在軟件定義汽車(chē)探索中會(huì)發(fā)現(xiàn)很多新技術(shù)在消費(fèi)電子領(lǐng)域成功應(yīng)用過(guò)，但在車(chē)輛領(lǐng)域并沒(méi)有應(yīng)用過(guò)。有的芯片產(chǎn)品規(guī)劃路線(xiàn)圖不滿(mǎn)足控制器和整車(chē)開(kāi)發(fā)計(jì)劃；有的操作系統(tǒng)、協(xié)議棧、中間件還處于一種不成熟狀態(tài)；原有的電子電氣架構(gòu)不滿(mǎn)足快速響應(yīng)市場(chǎng)的需求；原有的開(kāi)發(fā)流程和開(kāi)發(fā)工具不滿(mǎn)足快速迭代的開(kāi)發(fā)需求。
要解決這些問(wèn)題，需要整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈，包括整車(chē)廠、零部件供應(yīng)商、軟件開(kāi)發(fā)商、芯片廠商、工具廠商、ICT 等企業(yè)共同努力。
1.2 定制和私有接口，造成開(kāi)發(fā)低效和浪費(fèi)
汽車(chē)行業(yè)自身存在的大量定制化與私有化接口，這種低效、浪費(fèi)的的傳統(tǒng)開(kāi)發(fā)模式卻還在持續(xù)。
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軟件方面：軟件定制化將帶來(lái)大量的接口適配、驅(qū)動(dòng)適配、反復(fù)標(biāo)定、通信矩陣的反復(fù)調(diào)整等重復(fù)性勞動(dòng)，端到端軟件開(kāi)發(fā)效率低，人力資源浪費(fèi)嚴(yán)重。在傳統(tǒng)汽車(chē)時(shí)代，這種傳統(tǒng)模式可以基本維持，但隨著整車(chē)智能化加快，軟件將呈現(xiàn)指數(shù)級(jí)的增長(zhǎng)，軟件開(kāi)發(fā)模式轉(zhuǎn)型將勢(shì)在必行。
- 硬件方面：硬件定制化導(dǎo)致的結(jié)果就是硬件的頻繁定制、線(xiàn)束定制、重復(fù)的 DV/PV、認(rèn)證等，使端到端管理復(fù)雜度和成本居高不下，頻繁的產(chǎn)線(xiàn)調(diào)整導(dǎo)致產(chǎn)能浪費(fèi)，型號(hào)的切換導(dǎo)致備件和庫(kù)存總量的線(xiàn)性增加等。隨著汽車(chē)智能化的發(fā)展，對(duì)硬件的要求越來(lái)越高，如果延續(xù)這種硬件定制模式，那硬件的定制工作量以及由此帶來(lái)的軟件的適配工作量是難以想象的，故這種硬件模式也亟待優(yōu)化。
二、安全&隱私保護(hù)方面
2.1 安全威脅日益嚴(yán)峻
汽車(chē)生產(chǎn)供應(yīng)鏈和制造流程復(fù)雜，需要各級(jí)的供應(yīng)商配合參與，若其中有一個(gè)供應(yīng)商環(huán)節(jié)出現(xiàn)安全隱患，就會(huì)影響到最終消費(fèi)者的安全。如何構(gòu)建貫穿全流程涉及研發(fā)、生產(chǎn)、供應(yīng)鏈、銷(xiāo)服、消費(fèi)者等多個(gè)環(huán)節(jié)的整車(chē)數(shù)字化安全防護(hù)體系是智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)的巨大挑戰(zhàn)。
從汽車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向看，未來(lái)以車(chē)內(nèi)網(wǎng)、車(chē)際網(wǎng)和車(chē)載移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)，在 V2X 之間實(shí)現(xiàn)智能化交通管理、智能動(dòng)態(tài)信息服務(wù)和車(chē)輛智能化控制的一體化網(wǎng)絡(luò)將是大趨勢(shì)。隨著智能汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，汽車(chē)行業(yè)將安全的范疇從功能安全延伸到網(wǎng)絡(luò)安全。智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)網(wǎng)絡(luò)攻擊風(fēng)險(xiǎn)加劇，將對(duì)社會(huì)和生命造成安全威脅。
汽車(chē)行業(yè)安全事件頻發(fā)，整車(chē)廠越來(lái)越重視汽車(chē)網(wǎng)絡(luò)安全。汽車(chē)智能化程度越高，所遭受的安全攻擊面越多。在智能化背景下，全球整車(chē)廠無(wú)一幸免，例如奔馳、寶馬、奧迪、大眾、豐田、本田、現(xiàn)代等國(guó)際一線(xiàn)品牌，均遭受了不同程度的安全攻擊。數(shù)據(jù)安全對(duì)智能汽車(chē)甚至國(guó)家安全都有重要影響，未來(lái)不排除將進(jìn)一步出臺(tái)更多政策規(guī)范。
2.2 網(wǎng)絡(luò)安全的技術(shù)挑戰(zhàn)
第一：智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)的攻擊面廣
智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)的產(chǎn)品形態(tài)決定了攻擊面眾多、物理暴露面巨大。僅無(wú)線(xiàn)接口安全就涉及到 WIFI 安全、藍(lán)牙安全、蜂窩通信安全、GNSS 安全、TPMS 安全、調(diào)頻安全等方面。在可接觸的范圍內(nèi)，又有 NFC 安全、USB 安全、OBD 安全等需要考慮的暴露面。
車(chē)端 ECU 面臨的常見(jiàn)網(wǎng)絡(luò)安全風(fēng)險(xiǎn)包括：
- 車(chē)內(nèi)網(wǎng)絡(luò)目前大多采用 CAN/CAN FD 協(xié)議進(jìn)行通訊，而 CAN/CAN FD 的字節(jié)長(zhǎng)度有限、仲裁機(jī)制、無(wú)源地址域和無(wú)認(rèn)證域等問(wèn)題有潛在的網(wǎng)絡(luò)安全隱患；
- ECU 硬件可能存在可讀絲印和暴露的調(diào)試口，容易遭受防逆向分析等安全隱患；
- ECU 固件刷寫(xiě)機(jī)制未進(jìn)行信息安全保護(hù)，可能導(dǎo)致 ECU 固件或其配置數(shù)據(jù)被篡改；
- ECU 中的敏感數(shù)據(jù)（如調(diào)校數(shù)據(jù)、虛擬鑰匙數(shù)據(jù)、地圖數(shù)據(jù)、配置數(shù)據(jù)等）的存儲(chǔ)、訪問(wèn)過(guò)程中，若未采取加密存儲(chǔ)和訪問(wèn)控制等防護(hù)措施，則可能導(dǎo)致數(shù)據(jù)被篡改或泄露，被篡改的數(shù)據(jù)可能導(dǎo)致系統(tǒng)功能偏離預(yù)期，甚至帶來(lái)其他信息安全方面的隱患。
第二：智能網(wǎng)聯(lián)車(chē)的漏洞更多
漏洞和缺陷多，分布在不同器件上，防不勝防。造成漏洞分布廣，數(shù)量多，隱藏性強(qiáng)的原因是由于隨著智能網(wǎng)聯(lián)車(chē)技術(shù)架構(gòu)的迭代發(fā)展，軟件定義汽車(chē)概念的興起，汽車(chē)正在軟件層面被重構(gòu)。
智能汽車(chē)的發(fā)展，是由智能汽車(chē)承載的應(yīng)用功能發(fā)展來(lái)作為驅(qū)動(dòng)力的，而且離不開(kāi)電子電氣架構(gòu)的發(fā)展。在未來(lái)智能汽車(chē)控制器將會(huì)承載越來(lái)越多的功能，而且不同的電子電氣架構(gòu)下呈現(xiàn)的信息安全狀態(tài)也有所不同，同時(shí)車(chē)載控制器復(fù)雜度越來(lái)越高，逐漸趨同于 ICT 行業(yè)的高性能計(jì)算機(jī)，也可能會(huì)帶來(lái)新的信息安全威脅和攻擊手段。
以智能駕駛技術(shù)為核心驅(qū)動(dòng)力的智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)依賴(lài)大量的智能傳感器、算法、云端平臺(tái)的支撐。這些基礎(chǔ)設(shè)施和功能單元包含了海量的代碼以支撐運(yùn)作，其中稍有一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)問(wèn)題，就會(huì)影響到整個(gè)鏈條的安全可靠運(yùn)行。所以軟件大規(guī)模的進(jìn)入車(chē)輛生產(chǎn)制造行業(yè)，帶來(lái)了機(jī)遇，同時(shí)也帶來(lái)了極大的安全挑戰(zhàn)。
2.3 法規(guī)監(jiān)管要求
國(guó)內(nèi)近幾年開(kāi)始重視智能汽車(chē)網(wǎng)絡(luò)安全、數(shù)據(jù)安全、OTA 升級(jí)安全問(wèn)題，在以政府引導(dǎo)、產(chǎn)業(yè)推動(dòng)、標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)執(zhí)行的模式下積極開(kāi)展相關(guān)汽車(chē)安全標(biāo)準(zhǔn)制定工作。在汽車(chē)網(wǎng)絡(luò)安全標(biāo)準(zhǔn)研制方面已取得一定進(jìn)展，如下圖所示，全國(guó)汽車(chē)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)（SAC/TC114）2021 年 10 月 11 日已發(fā)布《GB T 40855-2021 電動(dòng)汽車(chē)遠(yuǎn) 程服務(wù)與管理系統(tǒng)信息安全技術(shù)要求及試驗(yàn)方法》、《GB T 40856-2021 車(chē)載信息交互系統(tǒng)信息安全技術(shù)要求及試驗(yàn)方法》、《GB T 40857-2021 汽車(chē)網(wǎng)關(guān)信息安全技術(shù)要求及試驗(yàn)方法》和《GB T 40861-2021 汽車(chē)信息安全通用技術(shù)要求》四項(xiàng)國(guó)標(biāo)，并于2022 年 5 月 1 日開(kāi)始實(shí)施，同時(shí)啟動(dòng)國(guó)際汽車(chē)網(wǎng)絡(luò) 安全、升級(jí)管理的標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)R155、R156 的國(guó)標(biāo)轉(zhuǎn)化工作。
圖 3-2 汽車(chē)網(wǎng)絡(luò)安全標(biāo)準(zhǔn)研制成果
在數(shù)據(jù)安全方面，備受消費(fèi)者和國(guó)家層面的關(guān)注。一方面，關(guān)于數(shù)據(jù)安全的法規(guī)相繼出臺(tái)，從《網(wǎng)絡(luò)安全法》到《數(shù)據(jù)安全法》到《個(gè)人信息保護(hù)法》，進(jìn)一步規(guī)范汽車(chē)數(shù)據(jù)安全管理和網(wǎng)絡(luò)安全自查制度。另一方面，數(shù)據(jù)安全能力進(jìn)一步聚焦，具體體現(xiàn)在：-
數(shù)據(jù)采集和處理過(guò)程可追溯，可審計(jì)；
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進(jìn)一步加強(qiáng)中國(guó)法律法規(guī)的監(jiān)管要求和個(gè)人信息的處理要求；
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進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)基于密碼學(xué)的通信安全的研究和監(jiān)管。
圖 3-3 汽車(chē)數(shù)據(jù)安全相關(guān)的法律法規(guī)
為支撐 2021 年 10 月 1 日發(fā)布的《汽車(chē)數(shù)據(jù)安全管理若干規(guī)定（試行）》落地實(shí)施，全國(guó)信息安全標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)于 10 月 8 日發(fā)布技術(shù)文件 TC260-001《汽車(chē)采集數(shù)據(jù)處理安全指南》，技術(shù)文件細(xì)化了部分《規(guī)定》條款中關(guān)于汽車(chē)數(shù)據(jù)傳輸、存儲(chǔ)和出境等方面的要求，同時(shí)為遵循《規(guī)定》中的部分原則給出了指引。其中汽車(chē)采集數(shù)據(jù)是通過(guò)汽車(chē)傳感設(shè)備、控制單元采集的數(shù)據(jù)，以及對(duì)其進(jìn)行加工后產(chǎn)生的數(shù)據(jù)；不包括通過(guò)其他網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)狡?chē)進(jìn)行處理的數(shù)據(jù)，例如手機(jī)等車(chē)外設(shè)備采集的數(shù)據(jù)、汽車(chē)數(shù)據(jù)處理者通過(guò)銷(xiāo)售合同等線(xiàn)下方式收集的個(gè)人信息等。技術(shù)文件明確了汽車(chē)采集數(shù)據(jù)分為車(chē)外數(shù)據(jù)、座艙數(shù)據(jù)、運(yùn)行數(shù)據(jù)和位置軌跡數(shù)據(jù)，并對(duì)不同類(lèi)型的數(shù)據(jù)分別提出要求。
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技術(shù)文件對(duì)車(chē)外數(shù)據(jù)，圍繞車(chē)外個(gè)人信息的匿名化處理、數(shù)據(jù)的最長(zhǎng)存儲(chǔ)時(shí)間、數(shù)據(jù)出境等方面提出要求；
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對(duì)座艙數(shù)據(jù)，圍繞數(shù)據(jù)向車(chē)外傳輸和數(shù)據(jù)出境等方面提出要求；
- 對(duì)位置軌跡數(shù)據(jù)，圍繞數(shù)據(jù)的最長(zhǎng)存儲(chǔ)時(shí)間和數(shù)據(jù)出境等方面提出了要求。
同時(shí)，技術(shù)文件明確提出汽車(chē)制造商應(yīng)對(duì)其生產(chǎn)的整車(chē)數(shù)據(jù)安全負(fù)責(zé)，除約束和監(jiān)督零部件供應(yīng)商處理汽車(chē)采集數(shù)據(jù)的行為外，還應(yīng)將汽車(chē)采集數(shù)據(jù)向外傳輸?shù)耐暾闆r對(duì)用戶(hù)披露。
構(gòu)建整車(chē)級(jí)的安全能力和機(jī)制，確保智能汽車(chē)真正讓消費(fèi)者放心、安心成為發(fā)展的關(guān)鍵。而傳統(tǒng)功能車(chē)時(shí)代，汽車(chē)處于孤立單元，整車(chē)廠具有很強(qiáng)的功能安全保障機(jī)制，但基本未涉及網(wǎng)絡(luò)安全和隱私保護(hù)，也沒(méi)有相關(guān)應(yīng)對(duì)經(jīng)驗(yàn)。智能汽車(chē)時(shí)代亟需構(gòu)筑功能安全、網(wǎng)絡(luò)安全、隱私保護(hù)全方位防御護(hù)城河。
三、組織流程方面
3.1 組織架構(gòu)變革
組織架構(gòu)決定了產(chǎn)品架構(gòu)，想要什么樣的系統(tǒng)就要搭建什么樣的團(tuán)隊(duì)。目前整車(chē)廠組織架構(gòu)示意圖如下所示。整車(chē)研發(fā)團(tuán)隊(duì)主體是研發(fā)總部，同時(shí)在國(guó)內(nèi)外設(shè)置分支機(jī)構(gòu)。研發(fā)總部的機(jī)構(gòu)劃分有兩個(gè)維度，一個(gè)維度是車(chē)型，根據(jù)車(chē)型劃分為乘用車(chē)、商用車(chē)、客車(chē)、新能源車(chē)等車(chē)型開(kāi)發(fā)部門(mén)；另一個(gè)維度是車(chē)輛功能模塊，根據(jù)車(chē)輛功能劃分為電子電氣、發(fā)動(dòng)機(jī)、變速箱、車(chē)身等總成開(kāi)發(fā)部門(mén)，其中軟件開(kāi)發(fā)只是隸屬于電子電氣部門(mén)之下的一個(gè)專(zhuān)業(yè)模塊。在軟件開(kāi)發(fā)專(zhuān)業(yè)模塊下，發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)、變速箱電控系統(tǒng)、車(chē)身電控系統(tǒng)等控制單元是由不同專(zhuān)業(yè)團(tuán)隊(duì)獨(dú)立開(kāi)發(fā)的。
圖 3-4 整車(chē)廠組織架構(gòu)示意圖
隨著軟件定義汽車(chē)時(shí)代到來(lái)，汽車(chē)電子電氣架構(gòu)向“域集中”、“中央集中”方向發(fā)展，電控單元之間的界線(xiàn)逐步模糊化。硬件被合并，軟件運(yùn)行在同一控制單元當(dāng)中。原來(lái)整車(chē)廠中很多部門(mén)的邊界被打破，在向中央集中式組織架構(gòu)邁進(jìn)過(guò)程中，部門(mén)的邊界已經(jīng)變得非常模糊。傳統(tǒng)的整車(chē)功能軟件是整體性、系統(tǒng)級(jí)的，在軟件定義汽車(chē)趨勢(shì)下，軟件架構(gòu)和形態(tài)上越來(lái)越強(qiáng)調(diào)分層解耦、標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化和開(kāi)放性。模塊具備標(biāo)準(zhǔn)清晰的接口，模塊之間可組合擴(kuò)展，且可由不同的供應(yīng)商提供。層出不窮的場(chǎng)景會(huì)催生出新的應(yīng)用，這勢(shì)必要求軟件架構(gòu)具備足夠的開(kāi)放性和魯棒性，面向不同的場(chǎng)景要能夠有高復(fù)用度、高延展性。中央計(jì)算平臺(tái)/域控制器通常采用面向服務(wù)的軟件架構(gòu)進(jìn)行部署，下圖為面向服務(wù)的軟件架構(gòu)示意圖。
圖 3-5 面向服務(wù)的軟件架構(gòu)示意圖
為此，產(chǎn)業(yè)鏈中各利益相關(guān)方都需要從戰(zhàn)略出發(fā)調(diào)整公司組織架構(gòu)，建立一個(gè)自上而下驅(qū)動(dòng)、基于共同戰(zhàn)略目標(biāo)、能協(xié)調(diào)跨部門(mén)合作、平臺(tái)型的軟件組織，打破原來(lái)煙囪式的以功能模塊劃分的組織模式。在組織機(jī)構(gòu)變革過(guò)程中，決策層戰(zhàn)略上的投入決心與定力起著至關(guān)重要的作用，如果決策層對(duì)軟件定義汽車(chē)發(fā)展趨勢(shì)缺乏判斷，那么在內(nèi)部變革碰到阻力時(shí)，就會(huì)碰到很多困難，結(jié)果可能是半途而廢。
3.2 汽車(chē)軟件人才
傳統(tǒng)整車(chē)廠對(duì)軟件的把控能力需要進(jìn)一步提高
在過(guò)去的整車(chē)開(kāi)發(fā)模式中，整車(chē)廠主要負(fù)責(zé)產(chǎn)品的功能需求定義與驗(yàn)收，供應(yīng)商負(fù)責(zé)根據(jù)整車(chē)廠釋放的需求規(guī)范進(jìn)行軟硬件開(kāi)發(fā)與驗(yàn)證，并交付給整車(chē)廠，在這個(gè)過(guò)程中整車(chē)廠很少參與零部件產(chǎn)品的實(shí)際開(kāi)發(fā)過(guò)程，從而導(dǎo)致整車(chē)廠現(xiàn)有研發(fā)團(tuán)隊(duì)相對(duì)缺乏軟件開(kāi)發(fā)能力。
在中央/域集中電子電氣架構(gòu)下，軟件架構(gòu)的復(fù)雜度大大提升。不同功能域的軟件模型或代碼如何集成到單一的 SoC 或 MCU 上，并且進(jìn)行合理的算力分配與優(yōu)化，融合后的集成測(cè)試與驗(yàn)證等都是汽車(chē)軟件開(kāi)發(fā)人員面臨的技術(shù)挑戰(zhàn)。
隨著 SoC 等芯片技術(shù)的引入，許多 IT 技術(shù)領(lǐng)域的軟件技術(shù)將應(yīng)用到汽車(chē)中，例如操作系統(tǒng)、SOA 中間件、AI 技術(shù)及復(fù)雜的以太網(wǎng)通訊協(xié)議等等，這些都對(duì)整車(chē)廠和供應(yīng)商的軟件開(kāi)發(fā)能力都提出了更高的要求。
傳統(tǒng)整車(chē)廠人才結(jié)構(gòu)以機(jī)械和動(dòng)力為主，目前各整車(chē)廠正積極引入軟件工程、人工智能、車(chē)聯(lián)網(wǎng)、自動(dòng)駕駛、電子工程等復(fù)合型人才，以快速調(diào)整現(xiàn)有人才隊(duì)伍結(jié)構(gòu)，增加軟件工程師的比例，確保企業(yè)在向軟件轉(zhuǎn)型、產(chǎn)品創(chuàng)新過(guò)程中保持競(jìng)爭(zhēng)力。
汽車(chē)軟件人才緊缺的主要原因
汽車(chē)電子軟件開(kāi)發(fā)屬于嵌入式軟件的一個(gè)分支，行業(yè)相對(duì)封閉，從業(yè)人員來(lái)源相對(duì)較窄，人員能力儲(chǔ)備不足，高度緊缺。
汽車(chē)工程師需要跨界，傳統(tǒng)的汽車(chē)電子電氣架構(gòu)工程師和嵌入式軟件開(kāi)發(fā)工程師主要領(lǐng)域是 CAN 總線(xiàn)通信、控制器配電和線(xiàn)束、車(chē)輛物理拓?fù)?、?dòng)力、底盤(pán)、娛樂(lè)、AUTOSAR CP 等，而軟件定義汽車(chē)大趨勢(shì)下，更多的 ICT 能力需要融入，增加了以太網(wǎng)、TSN、SOME/IP、SOA、Linux/QNX、Hypervisor、AUTOSAR AP 等領(lǐng)域技能。而來(lái)自互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)的軟件工程師，IT 軟件開(kāi)發(fā)雖然能力強(qiáng)，但在汽車(chē)電子嵌入式硬件等領(lǐng)域，缺乏汽車(chē)工程和軟件技能。
綜上所述，行業(yè)中缺少既懂軟件又懂汽車(chē)的人才，尤其是系統(tǒng)架構(gòu)工程師，汽車(chē)軟件工程師處于緊缺的狀態(tài)。因此，很難通過(guò)短時(shí)間集中一大批的軟件人才形成成熟的軟件開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)。
3.3 開(kāi)發(fā)模式變革
傳統(tǒng)汽車(chē)的軟件開(kāi)發(fā)采用 V 字形瀑布式開(kāi)發(fā)模式，如下圖所示。由于各開(kāi)發(fā)部分之間相對(duì)獨(dú)立，更多只是在部分內(nèi)部展開(kāi)局部性?xún)?yōu)化，缺乏系統(tǒng)級(jí)平臺(tái)級(jí)的開(kāi)發(fā)全局觀，很難做到整體優(yōu)化。同時(shí)各部分的開(kāi)發(fā)時(shí)間都不一致，各部分之間的進(jìn)度順序依賴(lài)很容易造成隊(duì)列效應(yīng)，一旦出現(xiàn)某個(gè)部分開(kāi)發(fā)發(fā)生延誤時(shí)，便會(huì)影響整體的開(kāi)發(fā)進(jìn)度。每個(gè)階段都過(guò)于依賴(lài)上個(gè)階段成果，導(dǎo)致開(kāi)發(fā)成本較高且周期過(guò)長(zhǎng)，而這些都是與“軟件定義汽車(chē)”要求整車(chē)廠必須縮短產(chǎn)品上市周期、產(chǎn)品基于消費(fèi)者需求、支持不斷的迭代、對(duì)市場(chǎng)需求迅速響應(yīng)等相矛盾。
圖 3-6 傳統(tǒng) V 字瀑布式開(kāi)發(fā)流程圖
在軟件定義汽車(chē)背景下，汽車(chē)軟件開(kāi)發(fā)將由傳統(tǒng)的瀑布式開(kāi)發(fā)向敏捷開(kāi)發(fā)模式轉(zhuǎn)變。敏捷式開(kāi)發(fā)模式既有利于達(dá)到密切的協(xié)調(diào)合作，最大限度地減少管理成本，同時(shí)因其靈活的工作模式，使開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)可與用戶(hù)實(shí)現(xiàn)高度互動(dòng)，采用最低可行性產(chǎn)品的形式快速滿(mǎn)足用戶(hù)需求，并在使用中不斷創(chuàng)新迭代，實(shí)現(xiàn)持續(xù)開(kāi)發(fā)、持續(xù)集成、持續(xù)交付，體現(xiàn)軟件定義汽車(chē)的優(yōu)勢(shì)。主要體現(xiàn)如下：- 軟件開(kāi)發(fā)流程
- 開(kāi)發(fā)交付方式
隨著軟件定義汽車(chē)時(shí)代的到來(lái)，“軟硬分離，軟軟分離”逐漸成為了主旋律，嵌入式軟件從依附于硬件的一堆“代碼”真正脫胎換骨為獨(dú)立可售賣(mài)的產(chǎn)品；且這項(xiàng)產(chǎn)品可以在整個(gè)車(chē)輛的生命周期內(nèi)持續(xù)產(chǎn)生價(jià)值。從嵌入式軟件開(kāi)發(fā)和驗(yàn)證的技術(shù)層面，這樣的趨勢(shì)使得軟件要能夠快速迭代，持續(xù)更新持續(xù)交付。
- 項(xiàng)目管理
面向開(kāi)放架構(gòu)/持續(xù)交付的軟件特性，在項(xiàng)目管理上，敏捷成為了關(guān)鍵詞，隨著軟件交付不再是統(tǒng)一固定的交付節(jié)點(diǎn)，軟件模塊在整個(gè)車(chē)輛生命周期都有新增的機(jī)會(huì)：模塊化軟件具備單獨(dú)交付的條件和場(chǎng)景，隨之而來(lái)的是軟件的設(shè)計(jì)/開(kāi)發(fā)/測(cè)試/驗(yàn)證的節(jié)點(diǎn)也隨之迭代起來(lái)，變化和持續(xù)交付是常態(tài)，這對(duì)整體的軟件項(xiàng)目管理提出了更高的要求。
綜上，汽車(chē)軟件開(kāi)發(fā)模式由傳統(tǒng)的瀑布式開(kāi)發(fā)向敏捷開(kāi)發(fā)模式的變革，為軟件定義汽車(chē)落地面帶來(lái)巨大挑戰(zhàn)。
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