Softwaredefinerede køretøjer

Et softwaredefineret køretøj er et banebrydende bilkoncept, der omdefinerer traditionelle køretøjer ved at prioritere softwarekontrol og tilpasningsevne. Det udnytter avancerede computersystemer til at styre og tilpasse vigtige køretøjsfunktioner såsom drivlinje, affjedring og sikkerhedsfunktioner. Ved at centralisere kontrollen gennem software i køretøjer og uden for køretøjet opnår producenterne hidtil uset fleksibilitet til at opdatere, optimere og personalisere køretøjets ydeevne eksternt, hvilket forbedrer brugeroplevelsen og levetiden. Denne tilgang giver mulighed for problemfri integration af nye teknologier som kunstig intelligens, tilslutningsmuligheder og autonome kapaciteter.

Bilproducenter flytter deres fokus til softwaredefinerede køretøjer (SDV) på grund af potentialet til at differentiere deres tilbud, forbedre driftseffektiviteten gennem fjerndiagnostik og opdateringer og fremtidssikre deres køretøjer mod hurtige teknologiske fremskridt. Udvikling af SDV'er med succes kræver forudgående arkitektoniske beslutninger, der overvejer software og de deraf følgende konsekvenser for hardware såvel som de forskellige grænseflader til sensorer og aktuatorer. Derudover skal producenterne indarbejde langsigtet skalerbarhed for at muliggøre fjernvedligeholdelse og opgraderinger.

Åbent systemarkitektur til biler AUTOSAR er et verdensomspændende udviklingspartnerskab mellem bilinteresserede parter. Det primære mål med AUTOSAR-udviklingspartnerskabet er at levere en førende løsning til softwareplatforme til bilindustrien ved at standardisere grundlæggende systemfunktioner og funktionelle grænseflader. Rammen muliggør effektiv udvikling af integreret applikationssoftware, der understøtter opgaver omkring vigtige bilfunktioner i køretøjssystemudvikling. Capital® Embedded AR Classic™, en del af Siemens Xcelerator-porteføljen, er et eksempel på software til implementering af AUTOSAR-standarden. Det er et komplet tilbud med værktøjer og software til at imødekomme alle elektroniske styreenheds (ECU) platformbehov, fra ECU-ekstraktopdateringer til softwareplatformkonfiguration.

Softwareintegrationstest i bilindustrien fokuserer på at verificere, at forskellige softwarekomponenter fungerer sammen som beregnet, når de integreres i køretøjets overordnede system. Det sikrer problemfri kommunikation og kompatibilitet mellem forskellige delsystemer. Den mest effektive test af softwareintegration inkluderer simuleringsværktøjer og virtuelle miljøer til at simulere kørselsscenarier i den virkelige verden og teste adfærden af den integrerede software under forskellige forhold. Denne virtualisering giver mulighed for omfattende test uden behov for fysiske prototyper. Når softwareintegrationen er afsluttet, skal køretøjer gennemgå omfattende felttest under virkelige forhold for at validere ydeevne, pålidelighed og brugeroplevelse. Data indsamlet under felttests muliggør et lukket feedback-system til at hjælpe med at identificere eventuelle problemer eller områder, der kan forbedres. Siemens tilbyder følgende gennemprøvede testløsninger fra Capital-porteføljen, kurateret til bilindustrien:

• Capital Embedded Integrator AR Classic er en kraftfuld løsning til den komplette konfiguration af AUTOSAR middleware komponenter.
• Capital Embedded Virtualizer AR Classic, ECU'en simuleres, så softwaretests kan kontrolleres med unikke, ikke-påtrængende spor til dyb analyse.
• Capital Embedded AR Classic software er vores implementering af AUTOSAR Classic-platformen.
• Brug Capital Network Designer at designe, verificere og validere softwarekommunikation over standardprotokoller, såsom CAN, CAN FD, LIN, FlexRay og Ethernet (SOME/IP, TCP, UDP, DoIP, DDS).

Verifikation og validering er afgørende ved konstruktion af softwaredefinerede køretøjer for at sikre, at den integrerede software fungerer korrekt, opfylder ydeevnestandarder og overholder sikkerhedsforskrifterne. Verifikation bekræfter, at softwaren er bygget i henhold til specifikationer og designkrav, mens validering sikrer, at den opfylder brugernes behov og fungerer pålideligt under virkelige forhold. Utilstrækkelig eller forsinket verifikation og validering kan føre til softwarefejl, sikkerhedsrisici og problemer med overholdelse, som kan resultere i tilbagekaldelser og skade på brandets omdømme.

Siemens bistår med verifikation og validering ved at kombinere realistiske systemmodeller i co-simuleringsscenarier for at validere tidlige antagelser om softwarearkitektur i forbindelse med elektriske og netværksarkitekturer. Ved at muliggøre løbende evalueringer, der kan udføres med interessenter på tværs af flere tekniske domæner, kan afvejninger som vægt, omkostninger og strømforbrug afbalanceres, inden man går videre til domænespecifikke ingeniøraktiviteter. Individuelle domæner kan derefter validere funktionelle grænseflader, generere muligheder, verificere krav, sikre cybersikkerhed og evaluere hardware- og softwarebeslutninger med simulering i et virtuelt miljø.

Efterhånden som software implementeres, kan Siemens løsninger generere verificerede og validerede ECU-ekstrakter for at lette integration af applikationssoftware med basissoftwaren til den konfigurerede ECU. Dette giver ingeniører mulighed for at teste udførelsen af applikationssoftware i realtid med en virtualiseret ECU og faktiske netværkskommunikationsdata. Som et resultat kan ingeniører udvikle kompleks software hurtigere og levere produkter af høj kvalitet til deres kunder.

Et semi-luksus- eller luksuskøretøj på vejen i dag anslås at have over 100 millioner kodelinjer, der udføres på et givet tidspunkt. At sikre en fejlfri køreoplevelse i dette komplekse miljø kræver, at hundredvis af computerenheder fungerer fejlfrit i realtid. I de senere år har producenterne i stigende grad fokuseret på at optimere den software, der er nødvendig for at udføre denne hardware og udnytte software sammen med teknologier som kunstig intelligens (AI) til at differentiere deres produkter. Denne tilgang til biludvikling er blevet betegnet som det softwaredefinerede køretøj, hvor software hurtigt bliver nøglen til, hvordan et køretøj bliver konstrueret, produceret, serviceret og fungerer som kanten til at indsamle forbrugerintelligensdata. De væsentligste forskelle mellem et softwaredefineret køretøj og et traditionelt køretøj er som følger:

• Kontrol: I et softwaredefineret køretøj styres styringen primært gennem softwaresystemer, hvorimod i traditionelle biler er styring hovedsageligt mekanisk og er afhængig af fysiske komponenter som håndtag, kabler og hydraulik.
• Tilpasningsevne: Softwaredefinerede køretøjer kan nemt tilpasse deres funktionaliteter eksternt gennem softwareopdateringer, hvilket giver brugerne fleksibilitet og tilpasningsmuligheder. Traditionelle køretøjer mangler denne tilpasningsevne og kræver typisk fysiske ændringer til opdateringer.
• Integration af nye teknologier: Softwaredefinerede køretøjer integrerer problemfrit nye teknologier som kunstig intelligens (AI), tilslutningsmuligheder og autonome funktioner. Traditionelle biler har muligvis ikke infrastrukturen eller kompatibiliteten til at inkorporere disse avancerede funktioner uden betydelig eftermontering.
• Levetid og vedligeholdelse: På grund af deres softwaredrevne karakter kan softwaredefinerede køretøjer potentielt have længere levetid og kræve mindre hyppig vedligeholdelse sammenlignet med traditionelle køretøjer. De giver mulighed for fjerndiagnostik og opdateringer, hvilket gør det muligt for producenterne at løse problemer hurtigt og effektivt, hvorimod traditionelle biler kan kræve mere praktisk vedligeholdelse og reparationer.

For bilproducenter tilbyder et softwaredefineret køretøj følgende fordele:

• Differentiering og konkurrencefordel: Softwaredefinerede køretøjer giver bilproducenter mulighed for at differentiere deres produkter på et overfyldt marked ved at tilbyde unikke funktioner og muligheder drevet af avancerede softwaresystemer. Denne differentiering kan hjælpe med at tiltrække kunder og opretholde en konkurrencefordel i branchen.
• Udviklingseffektivitet: Udvikling og produktion af softwaredefinerede køretøjer kan være mere effektiv sammenlignet med traditionelle biler, da softwareopdateringer, fejlrettelser og optimeringer kan implementeres eksternt uden at kræve fysiske ændringer af køretøjet. Denne strømlinede proces kan reducere udviklingstid og omkostninger for producenterne.
• Kontinuerlig indtægtsstrøm: Softwaredefinerede køretøjer gør det muligt for producenterne at tilbyde abonnementsbaserede tjenester og premium-funktioner, der kan generere en konstant indtægtsstrøm ud over det oprindelige køretøjssalg. Denne løbende indkomst kan bidrage til rentabilitet og langsigtet bæredygtighed for bilvirksomheder.
• Kontinuerlig forbedring: Softwaredefinerede køretøjer genererer enorme mængder data om køretøjets ydeevne, brugeradfærd og kørselsmønstre. Bilproducenter kan udnytte disse data til at få indsigt i kundepræferencer, forbedre produktudviklingen og skabe indtægter gennem dataintegenereringspartnerskaber med tredjepartsvirksomheder.

For chauffører og passagerer tilbyder et softwaredefineret køretøj følgende fordele:

• Fleksibilitet og personalisering: Softwaredefinerede køretøjer giver forbrugerne hidtil uset fleksibilitet til at tilpasse og personalisere deres køreoplevelse gennem softwareopdateringer. De kan fjernjustere indstillinger for præstationer, komfort og sikkerhedspræferencer, hvilket forbedrer den generelle køretøjstilfredshed.
• Sikkerhed og bekvemmelighed: Softwaredefinerede køretøjer er ofte udstyret med avancerede sikkerhedsfunktioner drevet af software, såsom kollisionsundgåelsessystemer, adaptiv fartpilot og autonome kørefunktioner. Disse funktioner kan forbedre trafiksikkerheden betydeligt og give ekstra bekvemmelighed for chauffører.
• Forbedret levetid og videresalgsværdi: Muligheden for at modtage over-the-air softwareopdateringer gør det muligt for softwaredefinerede køretøjer at holde sig ajour med de nyeste teknologiske fremskridt og ydeevneoptimeringer. Denne funktion kan forlænge køretøjets levetid og øge dets videresalgsværdi sammenlignet med traditionelle køretøjer, der hurtigt kan blive forældede.
• Diagnostik og vedligeholdelse i realtid: Softwaredefinerede køretøjer muliggør realtidsdiagnostik og fjernovervågning af køretøjssystemer, så producenterne proaktivt kan identificere og løse potentielle problemer, før de eskalerer. Denne proaktive tilgang til vedligeholdelse kan reducere nedetid og reparationsomkostninger for forbrugerne, hvilket giver ro i sindet og en jævnere ejeroplevelse.