智能化时代 如何为连网汽车建立正确的软件

软件在汽车中扮演越来越重要的角色，在很大程度上决定了消费者的使用体验。估计一辆车约有50%的价值会来自其软件功能和由此产生的丰富用户体验，智能软件正在推动用户与之互动的仪器和信息娱乐系统的发展，而诸如自动驾驶等正在加速发展的创新技术，正在引领汽车产业经历前所未有的变革。

Marques McCammon

因此，现在车厂以及一大波供应各种支持零组件的业者之间形成了一种新的紧张关系，特别是在来自汽车产业以外新解决方案和商业模式出现的此际。由于获利率逐渐下降，而新的成长机会需要新的投资，车厂也将在未来几年面临严峻的挑战。

事实上，顾问公司Boston Consulting Group (BCG)最近发布的一项研究报告估计，全球新车年销量将会持续成长到2020年代中期，然后停滞到2035年，原因是自动驾驶、随选(on-demand)用车模式的出现。此外，利润将来自数据和连网功能；这既是挑战也是机会。

有鉴于此，车厂越来越迫切地想“拥有软件”，这不仅意味着需要拥有实现各种功能之程序代码的权利(即知识产权，IP)，或是需要建立一个庞大的软件团队、甚至收购一家软件新创公司，来开发新一代的创新方案；这代表着在软件和车辆的整个生命周期中，包括现在与未来，随着软件的进展控制其供应和功能。

各种车用软件
(图片来源：Wind River)

如此将开启许多新商机，以降低成本、改善使用者体验，还有在加速变化的环境中维持竞争力；也就是说：

• 能更快、更创新地打造软件导向服务，以提供卓越的使用者体验；
• 提供更灵活、更安全的软件更新方式，不会为消费者带来不便或服务中断；
• 打破软硬件的依赖关系，让软件和硬件可以单独推出和更新；
• 推出不需要添加更多硬件的新技术/软件，从而最大限度地降低额外成本、重量、功耗和复杂性；
• 寻找新方法来提高可扩展性、降低成本并缩短产品发布的时间间隔。

从更宏观的角度来看，软件生命周期管理意味着在每个步骤以及消费者体验中管理软件。

这要从整个想法形成时就着手──也就是车厂开始构想他们想要添加到车辆的新功能和新体验的那一刻──包括为创新方案建立模型、将它们转化为原型、建立初期生产环境、重复使用和更新软件组件(element)，以跟上不断变化的需求或新功能，以及在整个生命周期中监控和维护车辆及其软件。

这代表着软件的实现方式要能让车厂完全控制输入和输出；实现此目标的方法是关注四个核心能力：抽象(abstract)、整合(consolidate)、重复使用(reuse)和更新(update)，简称“ACRU”。

抽象：从硬件中抽象出软件，可以打破两者之间的依赖关系，并有助于维护供应链的完整性。因为软件不再直接依赖于硬件，车厂可以建立一个环境，让多家供货商竞标一项硬件业务。灵活的软件架构设计可让车厂随着技术的发展而扩展和演进；具有一个指导性软件框架用以打造多种车型，可以更快地将其导入开发环境。如果车厂可以将这种抽象的方法导入到业务开发方面，他们将能够重新建立整个软件堆栈(software stack)，仿真其硬件、应用案例及输入和输出，从而大幅减少开发时间和成本。

整合：随着创新方案诞生，车厂在车辆内部增加了更多的电子控制单元(ECU)。然而，由于使用了额外的材料，更多的ECU带来了更多的功耗和额外的重量。整合运算工作负载可以减少额外的空间、重量和功耗。此外，透过适当的决策机制和时空划分(time-and-space partitioning)，硬件可以独立于中间件和应用层进行更新，它们都可以根据不同的时间和生命周期运作。这可以加速开发周期和部署，同时降低车辆系统中实际硬件的成本和复杂性。此外，由于一个运算域(compute domain)中的漏洞不会对相邻域产生影响，使用分区机制也可以解决安全问题。

重复使用：汽车产业经常在不同车型重复使用实体与结构性框架，车厂可将这种思维应用于软件和硬件架构的重复使用，从而降低部署成本并加快产品上市时程。在传统的汽车系统中，若汽车制造商必须为每一种新车型开发新版本软件，都会需要再支出一笔投资；举例来说，如果车厂打造一个重复使用率达50%的软件框架，就可以实现规模经济，大幅节省营运支出和多个产品线的物料列表(BOM)成本。

更新：软件和消费者体验会不断演进，每天都会出现新的功能与威胁；有鉴于此，快速对软件威胁做出回应非常重要。透过空中下载(over-the-air，OTA)进行更新只是软件生命周期管理的一个元素，在车辆的整个生命周期内，软件生命周期管理不仅可为车厂提供持续性维护和更新车辆系统的机会，而且还会带来新的价值和额外的营收。透过完整的软件生命周期管理，即从创意阶段到软件寿命终结，车厂都可以享受到更高的效率，也能对车辆性能和运作模式有更透彻的了解，并且能够形成新的营收来源及营造更丰富的使用者体验，从而创造更大的长期价值。

ACRU模型让我们认识到，消费者对于透过软件获得更好、更安全的使用者体验之需求，将继续以更快的速度发展，并由此产生能更明智因应持续发展之需求的适当软件策略。

为了保持竞争力并因应这些日益严峻的挑战，车厂在连网车辆的时代应该以更广泛的视角来看待软件管理。这种全局思考方式不仅能节省道路测试和开发时间，还能使开发进度保持全速前进，从而使车厂能够降低整体成本结构。

此外，该模型可以使开发周期持续演化，透过采用具前瞻性的软件策略，汽车制造商可以用熟练的业务模式跟上创新步伐、创造新价值，最终实现真正的差异化。