Softwarově definovaná vozidla

Softwarově definované vozidlo je špičkový automobilový koncept, který předefinuje tradiční vozidla upřednostněním softwarového řízení a přizpůsobivosti. Využívá pokročilé výpočetní systémy ke správě a přizpůsobení klíčových funkcí vozidla, jako je hnací ústrojí, odpružení a bezpečnostní prvky. Centralizací řízení prostřednictvím softwaru ve vozidle i mimo vozidlo získávají výrobci bezprecedentní flexibilitu při aktualizaci, optimalizaci a přizpůsobení výkonu vozidla na dálku, což zvyšuje uživatelský komfort a životnost. Tento přístup umožňuje bezproblémovou integraci nově vznikajících technologií, jako je umělá inteligence, konektivita a autonomní schopnosti.

Výrobci automobilů přesouvají své zaměření na softwarově definovaná vozidla (SDV) kvůli potenciálu odlišit své nabídky, zlepšit provozní efektivitu prostřednictvím vzdálené diagnostiky a aktualizací a připravit svá vozidla před rychlým technologickým pokrokem. Úspěšný vývoj SDV vyžaduje předběžná architektonická rozhodnutí, která berou v úvahu software a výsledné důsledky pro hardware a také různá rozhraní pro senzory a akční členy. Kromě toho musí výrobci začlenit dlouhodobou škálovatelnost, aby umožnili vzdálenou údržbu a upgrady.

Architektura otevřeného systému v automobilovém průmyslu AUTOSAR je celosvětovým vývojovým partnerstvím zúčastněných stran v oblasti automobilového průmyslu. Primárním cílem vývojového partnerství AUTOSAR je poskytnout špičkové řešení pro automobilové softwarové platformy standardizací základních systémových funkcí a funkčních rozhraní. Rámec umožňuje efektivní vývoj vestavěného aplikačního softwaru, který podporuje úkoly související se základními automobilovými funkcemi při vývoji systémů vozidel. Capital® Embedded AR Classic™, součást portfolia Siemens Xcelerator, je příkladem softwaru pro implementaci standardu AUTOSAR. Jedná se o kompletní nabídku nástrojů a softwaru pro splnění všech potřeb platformy elektronické řídicí jednotky (ECU), od aktualizací extraktu ECU až po konfiguraci softwarové platformy.

Testování softwarové integrace v automobilovém průmyslu se zaměřuje na ověření, zda různé softwarové komponenty spolupracují tak, jak bylo zamýšleno, když jsou integrovány do celkového systému vozidla. Zajišťuje bezproblémovou komunikaci a kompatibilitu mezi různými subsystémy. Nejúčinnější testování softwarové integrace zahrnuje simulační nástroje a virtuální prostředí pro simulaci reálných jízdních scénářů a testování chování integrovaného softwaru za různých podmínek. Tato virtualizace umožňuje komplexní testování bez nutnosti fyzických prototypů. Jakmile je softwarová integrace dokončena, vozidla musí projít rozsáhlým testováním v reálném světě, aby se ověřil výkon, spolehlivost a uživatelská zkušenost. Data shromážděná během testů v terénu umožňují uzavřenému systému zpětné vazby, který pomáhá identifikovat jakékoli problémy nebo oblasti ke zlepšení. Siemens nabízí následující osvědčená testovací řešení z portfolia Capital určená pro automobilový průmysl:

• Capital Embedded Integrator AR Classic je výkonné řešení pro kompletní konfiguraci middlewarových komponent AUTOSAR.
• Capital Embedded Virtualizer AR Classic, ECU je simulována, takže softwarové testy jsou kontrolovatelné jedinečnou, nerušivou stopou pro hlubokou analýzu.
• Capital Embedded AR Classic Software je naší implementací platformy AUTOSAR Classic.
• Použití Capital Network Designer navrhovat, ověřovat a ověřovat softwarovou komunikaci přes standardní protokoly, jako jsou CAN, CAN FD, LIN, FlexRay a Ethernet (SOME/IP, TCP, UDP, DoIP, DDS).

Ověření a validace jsou při konstrukci softwarově definovaných vozidel zásadní, aby bylo zajištěno, že integrovaný software funguje správně, splňuje výkonnostní standardy a vyhovuje bezpečnostním předpisům. Ověření potvrzuje, že software je sestaven podle specifikací a požadavků na design, zatímco validace zajišťuje, že splňuje potřeby uživatelů a spolehlivě funguje v reálných podmínkách. Nedostatečné nebo opožděné ověření a validace může vést k chybám softwaru, bezpečnostním rizikům a problémům s dodržováním předpisů, které mohou mít za následek stažení z trhu a poškození pověsti značky.

Siemens pomáhá s ověřováním a validací kombinací realistických systémových modelů ve scénářích společné simulace k ověření předpokladů rané softwarové architektury v kontextu elektrické a síťové architektury. Díky umožnění průběžného hodnocení, které lze provádět se zúčastněnými stranami napříč různými inženýrskými oblastmi, lze vyvážit kompromisy, jako je hmotnost, náklady a spotřeba energie, než přejdeme k inženýrským činnostem specifickým pro danou oblast. Jednotlivé domény pak mohou ověřovat funkční rozhraní, generovat možnosti, ověřovat požadavky, zajistit kybernetickou bezpečnost a vyhodnocovat rozhodnutí o hardwaru a softwaru pomocí simulace ve virtuálním prostředí.

Při implementaci softwaru mohou řešení Siemens generovat ověřené a ověřené extrakty ECU pro usnadnění integrace aplikačního softwaru se základním softwarem pro nakonfigurovanou ECU. To umožňuje inženýrům testovat provádění aplikačního softwaru v reálném čase s virtualizovanou ECU a skutečnými síťovými komunikačními daty. Výsledkem je, že inženýři mohou rychleji vyvíjet složitý software a dodávat svým zákazníkům vysoce kvalitní produkty.

Odhaduje se, že pololuxní nebo luxusní vozidlo na silnici má v daném okamžiku spuštěno více než 100 milionů řádků kódu. Zajištění bezchybného zážitku z jízdy v tomto komplexním prostředí vyžaduje, aby stovky výpočetních jednotek fungovaly bezchybně v reálném čase. V posledních letech se výrobci stále více zaměřují na optimalizaci softwaru potřebného k provedení tohoto hardwaru a využití softwaru spolu s technologiemi, jako je umělá inteligence (AI), k rozlišení svých produktů. Tento přístup k vývoji automobilového průmyslu byl označen jako softwarově definované vozidlo, kde se software rychle stává klíčem k tomu, jak je vozidlo konstruováno, vyrobeno, servisováno a funguje jako výhoda pro shromažďování údajů o spotřebitelských inteligencích. Hlavní rozdíly mezi softwarově definovaným vozidlem a tradičním vozidlem jsou následující:

• Řízení: V softwarově definovaném vozidle je řízení primárně řízeno prostřednictvím softwarových systémů, zatímco v tradičních automobilech je řízení převážně mechanické a spoléhá se na fyzické komponenty, jako jsou páky, kabely a hydraulika.
• Přizpůsobitelnost: Softwarově definovaná vozidla mohou snadno přizpůsobit své funkce vzdáleně prostřednictvím aktualizací softwaru, což uživatelům nabízí flexibilitu a možnosti přizpůsobení. Tradiční vozidla postrádají tuto přizpůsobivost a obvykle vyžadují fyzické úpravy pro aktualizace.
• Integrace nově vznikajících technologií: Softwarově definovaná vozidla hladce integrují nově vznikající technologie, jako je umělá inteligence (AI), konektivita a autonomní schopnosti. Tradiční automobily nemusí mít infrastrukturu nebo kompatibilitu pro začlenění těchto pokročilých funkcí bez významného dodatečného vybavení.
• Životnost a údržba: Díky své softwarově řízené povaze mohou mít softwarově definovaná vozidla potenciálně delší životnost a vyžadovat méně častou údržbu ve srovnání s tradičními vozidly. Umožňují vzdálenou diagnostiku a aktualizace, což výrobcům umožňuje řešit problémy rychle a efektivně, zatímco tradiční automobily mohou vyžadovat více praktické údržby a oprav.

Pro výrobce automobilů nabízí softwarově definované vozidlo následující výhody:

• Diferenciace a konkurenční výhoda: Softwarově definovaná vozidla umožňují výrobcům automobilů rozlišovat své produkty na přeplněném trhu tím, že nabízejí jedinečné funkce a schopnosti poháněné pokročilými softwarovými systémy. Tato diferenciace může pomoci přilákat zákazníky a udržet konkurenční výhodu v oboru.
• Efektivita vývoje: Vývoj a výroba softwarově definovaných vozidel může být efektivnější ve srovnání s tradičními automobily, protože aktualizace softwaru, opravy chyb a optimalizace lze implementovat vzdáleně bez nutnosti fyzických úprav vozidla. Tento zjednodušený proces může zkrátit dobu vývoje a náklady pro výrobce.
• Nepřetržitý tok příjmů: Softwarově definovaná vozidla umožňují výrobcům nabízet služby založené na předplatném a prémiové funkce, které mohou generovat stálý tok příjmů i mimo počáteční prodej vozidel. Tento trvalý příjem může přispět k ziskovosti a dlouhodobé udržitelnosti automobilových společností.
• Neustálé zlepšování: Softwarově definovaná vozidla generují obrovské množství dat o výkonu vozidla, chování uživatelů a jízdních vzorcích. Výrobci automobilů mohou tato data využít k získání přehledu o preferencích zákazníků, zlepšit vývoj produktů a vytvářet příjmy prostřednictvím partnerství s monetizací dat se společnostmi třetích stran.

Pro řidiče a cestující nabízí softwarově definované vozidlo následující výhody:

• Flexibilita a personalizace: Softwarově definovaná vozidla nabízejí spotřebitelům bezprecedentní flexibilitu při přizpůsobení a přizpůsobení jejich zážitku z jízdy prostřednictvím aktualizací softwaru. Mohou vzdáleně upravovat nastavení výkonu, pohodlí a bezpečnosti, což zvyšuje celkovou spokojenost vozidla.
• Bezpečnost a pohodlí: Softwarově definovaná vozidla jsou často vybavena pokročilými bezpečnostními funkcemi poháněnými softwarem, jako jsou systémy předcházení kolizím, adaptivní tempomat a možnosti autonomní jízdy. Tyto funkce mohou výrazně zlepšit bezpečnost silničního provozu a poskytnout řidičům větší pohodlí.
• Vylepšená životnost a hodnota při dalším prodeji: Schopnost přijímat bezdrátové aktualizace softwaru umožňuje softwarově definovaným vozidlům zůstat aktuální s nejnovějšími technologickými pokroky a optimalizací výkonu. Tato schopnost může prodloužit životnost vozidla a zvýšit jeho hodnotu při dalším prodeji ve srovnání s tradičními vozidly, která mohou rychle zastarávat.
• Diagnostika a údržba v reálném čase: Softwarově definovaná vozidla umožňují diagnostiku v reálném čase a vzdálené monitorování systémů vozidel, což výrobcům umožňuje proaktivně identifikovat a řešit potenciální problémy ještě před jejich eskalací. Tento proaktivní přístup k údržbě může snížit prostoje a náklady na opravy pro spotřebitele, poskytnout klid a plynulejší zážitek z vlastnictví.