朱玉龙专栏 | 汽车电子ECU的「昨天、今天与明天」

    业界看到，Bosch在推荐整个域控制器的分布实施，这也是全球汽车跨国OEM整车开发和投放的战略变化。本文主要想聊一聊整车战略下的域控分化，首先从域控制器分布实施的核心要点——汽车模块化说起。

从汽车模块化说起

    汽车原有平台化概览：原有的是根据平台来构建单个Segement的情况。

 

图1 平台概览

    销量其实是往平台集中的，越大的汽车车型平台竞争优势是很强的。

图2 2012年平台销量

    其实按照现在的情况来看，汽车厂家面临很多的问题，如中国这样快速变化的市场需求，原有的规划、设计、工程和制造有点跟不上了，需要变化。其实早几年汽车产业已经开始往这个方向走，模块化来达到战略目的。

    汽车模块化的目标是：

    •缩短产品开发时间，快速推向市场。

    •通过减少模块数量来降低产品质量风险。

    •增强生产线柔性，以便快速应对市场变化。

    •通过整合原来的平台来实现车型开发集聚，降低整个投资（模具、生产等方面）。

    •通过实现跨车型跨级别的部件通用来降低开发成本和部件成本。

    •非核心零部件的外包，聚焦核心价值，降低管理成本。

    以克莱斯勒为例，从某种程度上来说，用更少的人做核心均一化的部件，来供给不同的车型。

 

图3 克莱斯勒规划

 

图4 部件合并和归类，以降低差异化

    本身双刃剑的问题在于：

    •1.通用化造成的缺陷及召回风险会增加。

    •2.进行产品设计变更时必须投入大量资源。

    •3.汽车企业对零部件商的严格的要求。
 
    1）供货量要有很大的弹性。
 
   2）供应地区需要辐射多个地区，有强大物流系统支持。
 
    3）产品的成本要降低。

    还有个大问题在于，如何控制车内的功能和可变量。在结构、机械功能部件做大量的分类管理之后，汽车电子的ECU部件就承担了大量的差异化的部分。

△图 5 工业4.0和戴姆勒模块化战略

    未来国外OEM体制下的汽车电子业务模型

    从汽车电子的工程开发的角度，需要在前端的概念中，将整车企业的模块化需求融入其中，设计的过程必然从单一、封闭的开发，而转向于多平台、多种需求的融合。 我们再来理解一下下面的这张图，未来就是集成化的系统了。

 

△图6 汽车系统演进

    过去的EE（Electrical Electronics，电子电器）开发：

    1）单个车系或者说是平台进行结构化整合，开发汽车电子系统。

    2）在这个价值体系主导下，单个部件的供应商是遵循单条线的成本和价值的最优化。

    现在的EE开发：

    1）部分结构接近的平台进入同步整合。

    2）从两个平台的角度去采购和优化部件。

    未来：

    前驱和后驱两平台，电子部件可能就一套基本配置，进行改动。

    带来的影响：

    a）从项目角度而言，单个项目的需求量是之前的几倍，项目的数量降为个位数。

    b）成型战略供应商合作伙伴体系，项目研发的费用集中带来单个研发的费用增加。

    c）需求的复杂度一下子上升，带来工程上满足设计的复杂。

    d）需要整合更多的实验数据过程，甚至需要更多量的模拟仿真来满足快速开发和开发复杂度的要求。

    其实也应该看得到，大陆和ZF的产业扩张，也是适应未来的需要，在新型的模式下，没有足够的力量，生意就完蛋了。原有的商业的模式已然在默默改变，跟得上就活，跟不上就被吃掉。

    国际的OEM将会很简单的分为有域控能力的和没有域控能力的两种。从单片机来看，被吞掉的就是给域控做掉的，我们不需要那么多ECU，只需要一个系统级的和简单的。

△图 7 汽车MCU发展

    本土自主品牌车企体系下的汽车电子业务

    OEM需要去改变，从EE电子架构来看是分步骤的。目前大部分的OEM的车型处在网关的阶段，也就是说，还没有试图把原来的车型进入整合阶段，可能由于供应商的原因，把一些功能已经开始整合，但是从架构上来看，这里更多的是被动的。

    其基本的需求，是汽车电子架构和电子产品配合其整车开发，速度非常快，比合资车企更快抓住消费者的需求就推出去给市场。

    所以域控在国内的问题是：

    •供应商不受控：将功能整合，加大了供应商的能力门槛，也就进一步往能力强的Tier1倾斜，这事干出来其实是给自己添堵。

    •大供应商不会定制长期战略：大的Tie1其实更多的还是把通用型的产品拿过来，为本土自主OEM更改架构和功能定义的少之甚少。

    •开发成本计入之后的昂贵：开发费、产品成本只有劣势，本来复制下，现在完全自主开发了。

    •收益和投入不对等：由于车型平台化乃至模块化的实践，特别是多地全球同步投放和开发这些没有的话，这种域控分级演化就是成本。

    基本结论：从一开始就推不下去，2020年停滞，这个域控制的概念本身就是在国内走不通的。

    从汽车电子发展之路而言

    特别是全球的汽车电子体系，确实向生产代工或者是柔性生产的概念走，将汽车电子ECU传感器做好之后，在总成段进行系统集成，基本规划是一个产品给几个客户服务。未来汽车电子的方向，是通过重构和定制的方式来做的。

 

△图8 未来的构想

    未来构想

    • 更多不同的生产线是连接在一起的。

    • 通过改变原有每个流程站的通信模式，将内部生产过程中产生的大数据可以随时进行交换。

    • 构建整个工厂的应用模式，可以按照客户的要求，随意改变单个产品的供应商和生产工序，在多个客户和多个产品之间进行切换。

    • 这一些都需要灵活运用包括外置的传感器、设备软件、整个工厂的解决方案服务在内的3S体系。

    • 实现以前从成本方面来说不可能成立的定制生产。

    实现手段

    • 自动化小车系统

    • 机器人系统

    • 工艺数据收集&配置

    • 少量工艺工人

    • 公司层级IT工程师、工艺工程师

    本文小结

    1）有些分化，就是国情和战略不同，以后要多花精力在周期，在不同在差异化的技术路线上。

    2）跟着别人跑，就是个死字。需要深刻的理解别人，还有真实的需求，有时候别人那么做，是因为他背了一个很重的乌龟壳。

    参考文献：

    1）图1 和图2 出自《Platform Strategy will Shape Future of OEMs Flexibility to Drive Growth》

    2）图3 和图4 出自《FCA Global Architectures and Standardization》

    3）图5左半是工业4.0插图，右半是《The future of mobility Dr. Nicola zur Nieden External Affairs and Public Policy – Automotive Issues》

    4）图6&图7 出自《Introduction to Automotive Embedded Systems》

    5）图8 是我自己画的。

    作者简介：汽车行业从业工程师，从08年初入行开始，主要是做汽车电子，领域从新能源汽车慢慢过渡到将来的ADAS。汽车电子是未来汽车的核心和变量，需得汽车电子人求索本土之出路，与本土的汽车品牌和产业一起找到出路。