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2023年8月21日-24日，由工業(yè)和信息化部裝備工業(yè)發(fā)展中心、江蘇省工業(yè)和信息化廳、蘇州市人民政府以及中國汽車工程研究院股份有限公司聯(lián)合主辦的“2023汽車技術與裝備發(fā)展論壇”于蘇州隆重召開。本屆論壇以“裝備夯實根基?技術引領未來”為主題，邀請政府領導、行業(yè)院士、企業(yè)高層、技術專家，圍繞新技術、新裝備、新生態(tài)展開深入研討，以推動技術及產業(yè)發(fā)展，夯實質量強國之基，服務汽車強國戰(zhàn)略。其中，在8月22日舉辦的開幕大會上，博世高級副總裁、博世中國創(chuàng)新與軟件開發(fā)中心總經理王志煌作《軟件定義汽車及其開發(fā)與測試》報告。以下內容為現(xiàn)場演講實錄：

各位領導，各位專家，大家上午好！我是來自博世的王志煌，我分享話題是《軟件定義汽車及其開發(fā)與測試》。

談到軟件定義汽車，大概是目前業(yè)界比較熱門的話題，剛才陳院士、王總都提到軟件定義汽車。什么是軟件定義汽車？有一個不同的解釋和解讀，一種說法是軟件在汽車價值鏈比重越來越大，據專家預測到2040年軟件會占整個汽車總價值的40%左右，所以軟件好壞、成敗直接決定著汽車競爭力。

【資料圖】

前面兩位院士和王總講到，汽車技術發(fā)展汽車的硬件越來越平臺化、標準化，用戶所需要的各種駕駛體驗，都通過軟件實現(xiàn)，這兩個角度毫無疑問都是對的，因為這是我們所能看到的事實或者說正在變成事實，今天我試圖從技術角度談談軟件定義汽車，這里面有博世觀點也有我自己的思考，謬誤的地方請大家批評指正。

剛才譚院士講到，汽車工業(yè)發(fā)展到100多年以后，進入21世紀進入全新發(fā)展階段，這個階段就是電動化、自動化和網聯(lián)化。我們講的電動智能網聯(lián)汽車。當汽車消費者在購買汽車的時候，除了考慮外形、造型設計之外，重點考慮因素是汽車的性能、可靠性和安全性。

但是基于智能網聯(lián)時代以后，年輕一代的消費者，特別是女性消費者，對這些汽車原有的要素不像原來那么堅持，相反對各種個性化的駕駛體驗提出了越來越多的要求。這種改變，就使得汽車發(fā)生一個明顯變化，汽車上的電子裝置越來越多。現(xiàn)在一輛豪華車上各種各樣的電子控制器ECU加起來超過100個，使用的各種芯片累計起來超過1000片，連接各種電子設備的導線累計起來長達6公里，重量超過70公斤。這使得汽車成本和重量都會有所增加。同時智能制造方面，自動化程度、智能化程度會受到一些限制。

另外一方面，集成電路技術、芯片快速發(fā)展，大算力、高性能芯片不斷涌現(xiàn)，而且成本越來越低完全能夠滿足汽車行業(yè)的需要，這兩個趨勢直接導致了汽車電子電器架構的改變，甚至是革命性的改變。

這張圖片是博世提供的汽車電子電器架路線發(fā)展圖，大概已經成為了業(yè)界共識。在這張圖里面把汽車未來的電子電器架構規(guī)劃為三階段，第一階段是現(xiàn)在批量生產的分布式的電子架構。這個架構下硬件和軟件高度綁定，一個ECU對應一個功能，至多兩到三個功能，缺點是車上ECU電子裝置數量非常龐大。

隨著集成電路發(fā)展，就進入了現(xiàn)在第二階段域集中階段，顯著特征是用幾個大算力高性能的中央計算單元代替大量的ECU，使得功能進一步集中融合。首先會把ECU里的硬件和軟件進行徹底的剝離，再以軟件方法把功能遷移到預控制器中。現(xiàn)在一般的車上大概會有5-7個域控制器，比原來上百個ECU數量大大下降，同時通過更進一步的域融合，比如博世把動力域、底盤域、車身域融合成一個汽車控制域，將剩下的智能駕駛域和智能駕艙域形成三域整車架構，這樣會簡單很多。

中央計算機式架構，這種架構下預控制器將會更進一步融合，而且會統(tǒng)一到一個中央計算器當中。這個功能不再與元件一一對應，之后所有的功能都由中央控制器進行控制指揮各個執(zhí)行器。

再下一步到車云結合車云協(xié)同階段，大部建設會遷移到云端，車內計算主要集中于車內的實施區(qū)域和控制。

在新的電子電器架構下最大特點是，汽車軟件不再是原來的汽車軟件了，作為實時控制和功能安全高度相關的嵌入式軟件部分仍然作為基礎的核心部分保留下來。與此同時有包括操作系統(tǒng)在內的車身平臺軟件和車外云端的軟件以及與手機聯(lián)網的各種功能軟件，這些車內車外的軟件組合起來就可以實現(xiàn)對車內各種傳感器和執(zhí)行器的定義和執(zhí)行，從而實現(xiàn)軟件定義汽車。

舉一個軟件定義ESP功能的例子，這輛車發(fā)現(xiàn)一個冰面，同時會把冰面位置信息生到云端，云端會把冰面位置信息發(fā)給相鄰的所有的車，后面這兩個車，可能與這個冰面會相關的兩個車的屏幕上會得到警告信息，得到警告信息之后就會降低速度到能夠安全通過冰面的水平，從而避免事故。請注意，這種情況下后面的兩輛車即使沒有ESP的裝置，也通過提前降速獲得了ESP相同或者相似的功能效果，這就是軟件定義汽車，定義了ESP功能。這是一個車云結合比較復雜的例子，我們也可以舉一個車內純車端例子，比如利用ADAS攝像頭的信號，利用軟件對前擋風玻璃的潔凈度進行計算，一旦發(fā)現(xiàn)前擋風玻璃不夠干凈的時候，就可以自動打開雨刮器，這也是軟件定義汽車。

軟件定義汽車一個最大的特點就是它的軟件架構和軟件的規(guī)模大小會有很大的變化，這是我們現(xiàn)在分布式ECU情況下軟件的架構，由于一個功能對應一個ECU，所以一個ECU內的軟件相對是簡單的，應用軟件、基礎軟件和操作系統(tǒng)就可以由一個像博世這樣的系統(tǒng)供應商一家搞定。但是經過預控制時代或者中央控制單元時代的時候，在微處理器的環(huán)境下，可以看一個數字，存儲容量會從8兆上升到80GB，是原來的一萬倍。不僅軟件的架構會比原來變得更加復雜，同時軟件的規(guī)模也呈指數級的變化。

大家知道，一個高階的智能網絡系統(tǒng)現(xiàn)在的軟件程序量已經達到了兩億行，對于這樣一個龐大的軟件規(guī)模和復雜架構，無論是整車廠還是像博世的系統(tǒng)供應商，還是軟件公司，大概沒有一家能夠獨立承辦所有的軟件，需要三個層面的供應商或者公司來分工合作，這就引出了我們需要一個開放的、可拓展的、高安全性的和面向服務的車載操作系統(tǒng)。

車載操作系統(tǒng)，從供應商角度來看，首先是可以把應用軟件和底層軟件徹底分離，這樣使得車廠可以要求各個軟件的開發(fā)商按照相應的規(guī)定來定義他們的接口，定義他們的責任，同時這些由不同開發(fā)商開發(fā)的軟件，可以很方便的集成在一起運行，實現(xiàn)這些功能。

軟件定義汽車不僅能夠實現(xiàn)上層軟件和基礎軟件的分離，同時也能實現(xiàn)硬件和軟件的分離，硬件和軟件的分離首先是軟件可以成為一個獨立的產品在市場上銷售，另外一個，軟件可以通過OTA的方式，隨時不斷地加載到已經預埋的硬件上面。這樣對于已經出售的在路上跑的車輛，通過OTA的方式，可以對軟件和功能進行修復、增加，這樣用戶在使用的過程中間還在不斷獲得新的功能，增加新的體驗，這也是軟件定義汽車一個特別有價值的地方。

剛才講到，軟件定義汽車背景下，汽車的規(guī)模會非常大，對于一個上億行的軟件開發(fā)系統(tǒng)來說，我們也需要新的開發(fā)方法。右邊是汽車行業(yè)傳統(tǒng)的微模型，一環(huán)套一環(huán)的開發(fā)模式，對大批量生產的汽車的質量控制是非常有效且有幫助的。但是對于一個復雜的軟件系統(tǒng)而言，一旦軟件的需求發(fā)生變化的時候，這樣一個流程就會變得非常笨重和緩慢，從而不能滿足客戶所要求的，首先是成本，再是質量，特別是開發(fā)進度的要求。這樣汽車行業(yè)就開始向更加敏捷的互聯(lián)網行業(yè)學習，從而引進了叫做數據驅動的Develops的方式，通過持續(xù)集成、持續(xù)測試和持續(xù)發(fā)布，能夠小步快跑，快速迭代，從而獲得我們所期待的速度、效率和靈活性。

我這里想跟大家分享的是，從規(guī)模性到Develops這種轉變，不光是技術和價值鏈的轉變，更重要的是組織和文化的轉變。因此，這樣一個改變對于汽車行業(yè)，特別是對于傳統(tǒng)的汽車制造公司，這是一個非常大的挑戰(zhàn)。

在數據驅動Develops的開發(fā)環(huán)境下面，汽車測試大體上會呈現(xiàn)下面三個發(fā)展趨勢：

1.持續(xù)集成，持續(xù)測試，從而減少每一次測試的時間，特別是在流程過程中間的等待時間，從而能夠更快速、更靈活地提供不同軟件的迭代版本。

2.越來越多的數據驅動會代替現(xiàn)在的需求驅動，意味著未來的汽車軟件測試行業(yè)有有效的足夠大的數據中心和數據處理能力是非常重要的。

3.越來越多地會使用軟件、虛擬技術和AI模型來代替現(xiàn)在的實體整車道路試驗或者臺架試驗。最近比較火的生成式AI，可能會對這個過程產生巨大的貢獻和影響。

軟件定義汽車生態(tài)下面最大的一個技術挑戰(zhàn)就是網絡安全，因為我們擁有一個非常復雜的網絡系統(tǒng)和技術，同時它又是移動的，所以使得網絡被攻擊的范圍變得比任何時候更多，所以要維護網絡的安全，我們所有系統(tǒng)的節(jié)點和重要的基礎設施都必須得到有效的保護，而且這是一個行業(yè)更新的問題。因此我想，政府或者行業(yè)層面如果能夠提供和制定一個行業(yè)性的網絡安全測試規(guī)范，并提供驗證性的測試服務，將是一個非常有意義的事情。

我的分享就到這里，謝謝大家。

（本文根據現(xiàn)場速記整理，未經演講嘉賓審閱）