軟件和整車電子架構(gòu)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(shù)量將受到限制。

      趨勢 3：擴(kuò)展的中間層將使應(yīng)用程序從硬件中抽象化

      趨勢 4：車載傳感器數(shù)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(shù)據(jù)。傳感器融合和 3D 定位等高級(jí)功能將在中心化運(yùn)算平臺(tái)上進(jìn)行，預(yù)處理、篩選和快速反應(yīng)則很可能直接在傳感器內(nèi)完成。據(jù)估算，一輛自動(dòng)駕駛汽車每小時(shí)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量將達(dá) 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(yùn)轉(zhuǎn)，新一代傳感器清潔系統(tǒng)，例如除冰除塵等，將尤為必要。

      對(duì)可靠性要求較高的安全類關(guān)鍵應(yīng)用，將利用整個(gè)冗余圈來完成所有對(duì)安全行駛至關(guān)重要的工作，如數(shù)據(jù)傳輸和電力供應(yīng)等。電動(dòng)汽車、中央計(jì)算機(jī)和高耗能分散式計(jì)算網(wǎng)絡(luò)都會(huì)需要具備冗余性的新型能源管理網(wǎng)絡(luò)。線控轉(zhuǎn)向和其他 HAD 功能所需的高容錯(cuò)性同樣需要冗余系統(tǒng)設(shè)計(jì)。這一切尚難以在目前的故障保護(hù)監(jiān)控應(yīng)用架構(gòu)上完成，仍有待進(jìn)一步突破。

      數(shù)據(jù)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(biāo)準(zhǔn)協(xié)議的需求很有可能催生汽車以太網(wǎng)，并使其成為冗余中央數(shù)據(jù)總線的關(guān)鍵助推因素。以太網(wǎng)解決方案可以實(shí)現(xiàn)跨域通信，并通過添加以太網(wǎng)擴(kuò)展，例如音-視頻橋接（AVB）和時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò)（TSN）等，來滿足實(shí)時(shí)性要求。

      本地互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)、控制器區(qū)域網(wǎng)絡(luò)等傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)將繼續(xù)在車輛上運(yùn)用，但僅用于封閉式的低級(jí)網(wǎng)絡(luò)，如傳感器和執(zhí)行器等。FlexRay 和 MOST 等技術(shù)有可能被汽車以太網(wǎng)及其擴(kuò)展（如 AVB、TSN 等）取代。

      發(fā)送與接收安全關(guān)鍵數(shù)據(jù)的中央互聯(lián)網(wǎng)關(guān)將始終直接且僅連接到整車企業(yè)的后臺(tái)，第三方會(huì)被允許進(jìn)行數(shù)據(jù)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(dòng)下，資訊娛樂系統(tǒng)的新興開放接口將允許內(nèi)容和應(yīng)用程序供應(yīng)商加載內(nèi)容，而整車企業(yè)將盡可能嚴(yán)格地保持各自的標(biāo)準(zhǔn)。

      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(shù)據(jù)不再必要，登陸車企后臺(tái)即可。車企將在其后臺(tái)開放若干數(shù)據(jù)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(gè)性化保險(xiǎn)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(shù)據(jù)（即非隱私或安全相關(guān)數(shù)據(jù)）仍然有望更多地在云端進(jìn)行處理。隨著數(shù)據(jù)量的增長，大數(shù)據(jù)分析將被越來越多地應(yīng)用于數(shù)據(jù)處理，并將基于數(shù)據(jù)處理結(jié)果制定相應(yīng)的行動(dòng)方案。基于數(shù)據(jù)的自動(dòng)駕駛的應(yīng)用及其他各項(xiàng)數(shù)字化創(chuàng)新將依賴于不同企業(yè)之間的數(shù)據(jù)共享。當(dāng)然現(xiàn)在仍然不清楚不同企業(yè)間的數(shù)據(jù)共享將如何實(shí)現(xiàn)、由誰實(shí)現(xiàn)，但主要的傳統(tǒng)供應(yīng)商和技術(shù)企業(yè)已經(jīng)開始建立有能力處理此種海量數(shù)據(jù)的集成化平臺(tái)。

      通過車載測試系統(tǒng)，汽車可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)檢查功能和集成更新，從而推動(dòng)生命周期管理，以及增強(qiáng)或解鎖產(chǎn)品的售后功能。所有 ECU 都會(huì)與傳感器和執(zhí)行器交換數(shù)據(jù)，并檢索數(shù)據(jù)包來支持創(chuàng)新性用例，如基于車輛參數(shù)的路線計(jì)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(wǎng)絡(luò)安全，并使車企得以更快部署功能與軟件。事實(shí)上，正是 OTA 推動(dòng)了本文提及的多項(xiàng)整車架構(gòu)上的重大變革。

      為實(shí)現(xiàn)類似智能手機(jī)那樣的升級(jí)性，汽車行業(yè)須克服限制性的經(jīng)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(lǐng)域的技術(shù)供應(yīng)商密切合作，在 OTA 平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)車隊(duì)標(biāo)準(zhǔn)化。

      車輛將在全壽命周期內(nèi)獲取功能性及安全性升級(jí)。監(jiān)管部門可能強(qiáng)制要求軟件維護(hù)，來確保車輛設(shè)計(jì)的安全完整性。更新和維護(hù)軟件的責(zé)任將在車輛維護(hù)與運(yùn)行領(lǐng)域催生新業(yè)務(wù)模式。

      評(píng)估汽車軟件和電子架構(gòu)的未來影響

      軟件和電子架構(gòu)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(shí)現(xiàn)車輛架構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)化，IT 巨頭可以引入車載云平臺(tái)，出行方案供應(yīng)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(jìn)的互聯(lián)車輛和自動(dòng)駕駛車輛。

      對(duì)于傳統(tǒng)整車企業(yè)而言，從以硬件為中心轉(zhuǎn)為以軟件為導(dǎo)向，以服務(wù)為主導(dǎo)的挑戰(zhàn)更為艱巨。我們?cè)诖颂岢鑫鍡l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(jí)供應(yīng)商須從技術(shù)和組織的角度，明確如何在車輛開發(fā)周期之外，進(jìn)行整車功能的開發(fā)、供應(yīng)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(yīng)思考如何為現(xiàn)有車輛制定加裝和升級(jí)方案（例如計(jì)算單元）。

      為軟件和電子技術(shù)開發(fā)制定附加值目標(biāo)。整車企業(yè)必須找到自身能建立控制點(diǎn)的差異化功能，因?yàn)榍逦x軟件和電子技術(shù)開發(fā)的附加值目標(biāo)意義重大。同樣重要的是，明確哪些領(lǐng)域可能被「同質(zhì)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(jià)格標(biāo)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(dú)購買軟件的內(nèi)部流程和機(jī)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(gè)問題上，供應(yīng)商（一級(jí)、二級(jí)和三級(jí)）也扮演了關(guān)鍵角色。

      圍繞新電子架構(gòu)設(shè)計(jì)具體的組織結(jié)構(gòu)（包括相關(guān)后臺(tái)）。在改變內(nèi)部流程來交付和銷售高級(jí)電子技術(shù)和軟件之余，企業(yè)還應(yīng)思考如何為與車輛相關(guān)的電子技術(shù)課題建立相應(yīng)的組織結(jié)構(gòu)。 分層式的新架構(gòu)需要打破現(xiàn)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(nèi)部軟件和電子開發(fā)團(tuán)隊(duì)的專有能力和技能。

      將汽車功能商品化并以此為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)商業(yè)方案。企業(yè)必須分析哪些功能可以為未來架構(gòu)帶來真實(shí)收益，從而實(shí)現(xiàn)變現(xiàn)，由此可以為軟件和電子系統(tǒng)的銷售開發(fā)新的業(yè)務(wù)模式，無論其是產(chǎn)品、服務(wù)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(chǎn)汽車行業(yè)的進(jìn)展不僅體現(xiàn)在傳統(tǒng)能源汽車的研發(fā)及制造上，也同時(shí)體現(xiàn)在了諸如汽車電動(dòng)化、共享化、互聯(lián)網(wǎng)化、無人駕駛化等所謂「新四化」上。國產(chǎn)汽車軟件及電子的發(fā)展，也會(huì)借此東風(fēng)，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(lǐng)先汽車企業(yè)身上也有所體現(xiàn)。

      趨勢 1（ECU整合）：比亞迪近期宣布在最新的 e 平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)儀表、空調(diào)、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(chǎn)裝配效率。

      趨勢 7（汽車以太網(wǎng)）：上汽集團(tuán)最近推出了基于全新電子電氣架構(gòu)的電動(dòng)車平臺(tái)——Double E 架構(gòu)，核心亮點(diǎn)之一是采用了支持海量數(shù)據(jù)極速傳輸?shù)囊蕴W(wǎng)技術(shù)。

      趨勢 8（整車廠商開放數(shù)據(jù)接口）：比亞迪于近期上線了汽車智慧開放平臺(tái)，并通過該平臺(tái)將車內(nèi)信號(hào)封裝為數(shù)百個(gè) API。開放的 API 內(nèi)容涵蓋車身、行駛數(shù)據(jù)、車速、全景、空調(diào)、雷達(dá)、充電設(shè)備等 18 類數(shù)據(jù)。

      趨勢 9（云端數(shù)據(jù)處理）：阿里巴巴推出的 AliOS 智聯(lián)網(wǎng)汽車解決方案，其一大亮點(diǎn)是充分發(fā)揮了阿里云在云計(jì)算、大數(shù)據(jù)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(shù)據(jù) x 智能」驅(qū)動(dòng)的新型業(yè)務(wù)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(duì)近 40 萬臺(tái)榮威/MG 品牌乘用車的 OTA 升級(jí)，受到了業(yè)內(nèi)極大關(guān)注，堪稱是智能汽車在華發(fā)展的標(biāo)志性事件之一。

      汽車軟件和電子系統(tǒng)的新時(shí)代已經(jīng)開啟。此前業(yè)內(nèi)奉為圭臬的業(yè)務(wù)模式、客戶需求和競爭格局都將發(fā)生劇變。我們對(duì)即將產(chǎn)生的產(chǎn)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(yīng)根據(jù)全新的環(huán)境，重新思考和謹(jǐn)慎定位（或再定位）自身的價(jià)值主張。、

來源：麥肯錫咨詢公司