軟件和整車電子架構正重新定義汽車行業(yè)

      趨勢 1：電控單元（ECU）的整合程度將提升

      趨勢 2：特定硬件使用堆棧數量將受到限制。

      趨勢 3：擴展的中間層將使應用程序從硬件中抽象化

      趨勢 4：車載傳感器數量將飛速增加

      集成化的智能傳感器將被用來管理 HAD 所需的大量數據。傳感器融合和 3D 定位等高級功能將在中心化運算平臺上進行，預處理、篩選和快速反應則很可能直接在傳感器內完成。據估算，一輛自動駕駛汽車每小時產生的數據量將達 4TB，因此，傳感器將需要完成部分傳統(tǒng)由 ECU 完成的工作。為確保正確運轉，新一代傳感器清潔系統(tǒng)，例如除冰除塵等，將尤為必要。

      對可靠性要求較高的安全類關鍵應用，將利用整個冗余圈來完成所有對安全行駛至關重要的工作，如數據傳輸和電力供應等。電動汽車、中央計算機和高耗能分散式計算網絡都會需要具備冗余性的新型能源管理網絡。線控轉向和其他 HAD 功能所需的高容錯性同樣需要冗余系統(tǒng)設計。這一切尚難以在目前的故障保護監(jiān)控應用架構上完成，仍有待進一步突破。

      數據量的提升、HAD 的冗余要求、互聯(lián)環(huán)境下的安全保障，以及跨行業(yè)標準協(xié)議的需求很有可能催生汽車以太網，并使其成為冗余中央數據總線的關鍵助推因素。以太網解決方案可以實現跨域通信，并通過添加以太網擴展，例如音-視頻橋接（AVB）和時間敏感網絡（TSN）等，來滿足實時性要求。

      本地互聯(lián)網絡、控制器區(qū)域網絡等傳統(tǒng)網絡將繼續(xù)在車輛上運用，但僅用于封閉式的低級網絡，如傳感器和執(zhí)行器等。FlexRay 和 MOST 等技術有可能被汽車以太網及其擴展（如 AVB、TSN 等）取代。

      發(fā)送與接收安全關鍵數據的中央互聯(lián)網關將始終直接且僅連接到整車企業(yè)的后臺，第三方會被允許進行數據訪問（被監(jiān)管法規(guī)排除的場景除外）。然而，在車輛 APP 化的推動下，資訊娛樂系統(tǒng)的新興開放接口將允許內容和應用程序供應商加載內容，而整車企業(yè)將盡可能嚴格地保持各自的標準。

      目前的車載診斷端口將被互聯(lián)通訊方案取代。通過接入整車物理端口來讀取車輛數據不再必要，登陸車企后臺即可。車企將在其后臺開放若干數據接口，以滿足若干特定場景的需求，如失竊車輛軌跡追蹤或個性化保險等。

      雖然非車企以外的企業(yè)參與程度仍取決于監(jiān)管法規(guī)，非敏感數據（即非隱私或安全相關數據）仍然有望更多地在云端進行處理。隨著數據量的增長，大數據分析將被越來越多地應用于數據處理，并將基于數據處理結果制定相應的行動方案?；跀祿淖詣玉{駛的應用及其他各項數字化創(chuàng)新將依賴于不同企業(yè)之間的數據共享。當然現在仍然不清楚不同企業(yè)間的數據共享將如何實現、由誰實現，但主要的傳統(tǒng)供應商和技術企業(yè)已經開始建立有能力處理此種海量數據的集成化平臺。

      通過車載測試系統(tǒng)，汽車可以實現自動檢查功能和集成更新，從而推動生命周期管理，以及增強或解鎖產品的售后功能。所有 ECU 都會與傳感器和執(zhí)行器交換數據，并檢索數據包來支持創(chuàng)新性用例，如基于車輛參數的路線計算。

      OTA 更新是 HAD 的前提條件，它還將有助于開發(fā)新功能、確保網絡安全，并使車企得以更快部署功能與軟件。事實上，正是 OTA 推動了本文提及的多項整車架構上的重大變革。

      為實現類似智能手機那樣的升級性，汽車行業(yè)須克服限制性的經銷合同、監(jiān)管要求和安全與隱私問題等諸多挑戰(zhàn)。整車企業(yè)將與該領域的技術供應商密切合作，在 OTA 平臺上實現車隊標準化。

      車輛將在全壽命周期內獲取功能性及安全性升級。監(jiān)管部門可能強制要求軟件維護，來確保車輛設計的安全完整性。更新和維護軟件的責任將在車輛維護與運行領域催生新業(yè)務模式。

      評估汽車軟件和電子架構的未來影響

      軟件和電子架構在未來面臨的顛覆性趨勢同樣不可小覷。諸多戰(zhàn)略性舉措可能就此催生：車企可以組建行業(yè)聯(lián)盟來實現車輛架構標準化，IT 巨頭可以引入車載云平臺，出行方案供應商可以開發(fā)開源車輛堆棧和軟件功能，車企也可引入更加先進的互聯(lián)車輛和自動駕駛車輛。

      對于傳統(tǒng)整車企業(yè)而言，從以硬件為中心轉為以軟件為導向，以服務為主導的挑戰(zhàn)更為艱巨。我們在此提出五條戰(zhàn)略建議：

      將車輛與車輛功能的開發(fā)周期分離。整車廠和一級供應商須從技術和組織的角度，明確如何在車輛開發(fā)周期之外，進行整車功能的開發(fā)、供應及部署?？紤]到目前的車輛開發(fā)周期，整車企業(yè)須找到管理軟件創(chuàng)新的方式，還 應思考如何為現有車輛制定加裝和升級方案（例如計算單元）。

      為軟件和電子技術開發(fā)制定附加值目標。整車企業(yè)必須找到自身能建立控制點的差異化功能，因為清晰定義軟件和電子技術開發(fā)的附加值目標意義重大。同樣重要的是，明確哪些領域可能被「同質化」，或者有哪些課題只能由合作伙伴提供。 

      為軟件貼上清晰的價格標簽。軟件與硬件的分離意味著整車企業(yè)需要重新思考單獨購買軟件的內部流程和機制。除了傳統(tǒng)方法外，還須分析如何將軟件開發(fā)中的敏捷方法在采購流程中得到充分利用。在這個問題上，供應商（一級、二級和三級）也扮演了關鍵角色。

      圍繞新電子架構設計具體的組織結構（包括相關后臺）。在改變內部流程來交付和銷售高級電子技術和軟件之余，企業(yè)還應思考如何為與車輛相關的電子技術課題建立相應的組織結構。 分層式的新架構需要打破現有的垂直化體系，引入全新的水平化組織單元。另外，企業(yè)還須培養(yǎng)內部軟件和電子開發(fā)團隊的專有能力和技能。

      將汽車功能商品化并以此為基礎設計商業(yè)方案。企業(yè)必須分析哪些功能可以為未來架構帶來真實收益，從而實現變現，由此可以為軟件和電子系統(tǒng)的銷售開發(fā)新的業(yè)務模式，無論其是產品、服務或某種全新概念。

      中國的整車行業(yè)在過去幾年取得了有目共睹的巨大發(fā)展。國產汽車行業(yè)的進展不僅體現在傳統(tǒng)能源汽車的研發(fā)及制造上，也同時體現在了諸如汽車電動化、共享化、互聯(lián)網化、無人駕駛化等所謂「新四化」上。國產汽車軟件及電子的發(fā)展，也會借此東風，不斷取得新發(fā)展。

      在上文述及的十大趨勢中，我們看到在一些中國領先汽車企業(yè)身上也有所體現。

      趨勢 1（ECU整合）：比亞迪近期宣布在最新的 e 平臺上實現儀表、空調、音響、智能鑰匙等控制模塊 10 合 1，使整車控制模塊線束大幅減少，降低模塊故障率以及提升生產裝配效率。

      趨勢 7（汽車以太網）：上汽集團最近推出了基于全新電子電氣架構的電動車平臺——Double E 架構，核心亮點之一是采用了支持海量數據極速傳輸的以太網技術。

      趨勢 8（整車廠商開放數據接口）：比亞迪于近期上線了汽車智慧開放平臺，并通過該平臺將車內信號封裝為數百個 API。開放的 API 內容涵蓋車身、行駛數據、車速、全景、空調、雷達、充電設備等 18 類數據。

      趨勢 9（云端數據處理）：阿里巴巴推出的 AliOS 智聯(lián)網汽車解決方案，其一大亮點是充分發(fā)揮了阿里云在云計算、大數據和人工智能的優(yōu)勢，借助阿里巴巴的生態(tài)能力，賦能合作伙伴更好探索「數據 x 智能」驅動的新型業(yè)務模式。

      趨勢 10（OTA）：上汽與阿里巴巴合作的斑馬智行在 2017 年底/2018 年初完成對近 40 萬臺榮威/MG 品牌乘用車的 OTA 升級，受到了業(yè)內極大關注，堪稱是智能汽車在華發(fā)展的標志性事件之一。

      汽車軟件和電子系統(tǒng)的新時代已經開啟。此前業(yè)內奉為圭臬的業(yè)務模式、客戶需求和競爭格局都將發(fā)生劇變。我們對即將產生的產值和利潤持樂觀態(tài)度。但若想從變革中獲益，汽車行業(yè)的所有參與者均應根據全新的環(huán)境，重新思考和謹慎定位（或再定位）自身的價值主張。、

來源：麥肯錫咨詢公司