Οχήματα που καθορίζονται από λογισμικό

Ένα όχημα καθορισμένο από λογισμικό είναι μια πρωτοποριακή ιδέα αυτοκινήτου που επαναπροσδιορίζει τα παραδοσιακά οχήματα δίνοντας προτεραιότητα στον έλεγχο και την προσαρμοστικότητα λογισμικού. Αξιοποιεί προηγμένα υπολογιστικά συστήματα για τη διαχείριση και την προσαρμογή κρίσιμων λειτουργιών του οχήματος, όπως το σύστημα μετάδοσης κίνησης, την ανάρτηση και τα χαρακτηριστικά ασφαλείας. Συγκεντρώνοντας τον έλεγχο μέσω λογισμικού εντός και εκτός οχήματος, οι κατασκευαστές αποκτούν άνευ προηγουμένου ευελιξία για την ενημέρωση, τη βελτιστοποίηση και την εξατομίκευση της απόδοσης του οχήματος από απόσταση, βελτιώνοντας την εμπειρία του χρήστη και τη μακροζωία. Αυτή η προσέγγιση επιτρέπει την απρόσκοπτη ενσωμάτωση αναδυόμενων τεχνολογιών όπως η τεχνητή νοημοσύνη, η συνδεσιμότητα και οι αυτόνομες δυνατότητες.

Οι κατασκευαστές αυτοκινήτων μετατοπίζουν την εστίασή τους σε οχήματα που καθορίζονται από λογισμικό (SDV) λόγω της δυνατότητας διαφοροποίησης των προσφορών τους, βελτίωσης της λειτουργικής απόδοσης μέσω απομακρυσμένων διαγνωστικών και ενημερώσεων και προφύλαξης των οχημάτων τους από ταχείες τεχνολογικές εξελίξεις. Η επιτυχής ανάπτυξη των SDV απαιτεί αρχικές αρχιτεκτονικές αποφάσεις που λαμβάνουν υπόψη το λογισμικό και τις προκύπτουσες επιπτώσεις στο υλικό καθώς και τις διάφορες διεπαφές με αισθητήρες και ενεργοποιητές. Επιπλέον, οι κατασκευαστές πρέπει να ενσωματώσουν μακροπρόθεσμη επεκτασιμότητα για να επιτρέψουν απομακρυσμένη συντήρηση και αναβαθμίσεις.

Αρχιτεκτονική ανοιχτού συστήματος αυτοκινήτων ΑΥΤΟΚΊΝΗΤΟ είναι μια παγκόσμια αναπτυξιακή συνεργασία ενδιαφερομένων μερών για την αυτοκινητοβιομηχανία. Ο πρωταρχικός στόχος της συνεργασίας ανάπτυξης AUTOSAR είναι να παρέχει μια κορυφαία λύση για πλατφόρμες λογισμικού αυτοκινήτων τυποποιώντας βασικές λειτουργίες συστήματος και λειτουργικές διεπαφές. Το πλαίσιο επιτρέπει την αποτελεσματική ανάπτυξη ενσωματωμένου λογισμικού εφαρμογών που υποστηρίζει εργασίες γύρω από βασικές λειτουργίες αυτοκινήτων στην ανάπτυξη συστημάτων οχημάτων. Capital® Ενσωματωμένο AR Classic™, μέρος του χαρτοφυλακίου Siemens Xcelerator, είναι ένα παράδειγμα λογισμικού για την εφαρμογή του προτύπου AUTOSAR. Είναι μια πλήρης προσφορά με εργαλεία και λογισμικό για την κάλυψη όλων των αναγκών πλατφόρμας ηλεκτρονικής μονάδας ελέγχου (ECU), από ενημερώσεις εξαγωγής ECU έως διαμόρφωση πλατφόρμας λογισμικού.

Οι δοκιμές ολοκλήρωσης λογισμικού στην αυτοκινητοβιομηχανία επικεντρώνονται στην επαλήθευση ότι διαφορετικά εξαρτήματα λογισμικού συνεργάζονται όπως προβλέπεται όταν ενσωματώνονται στο συνολικό σύστημα του οχήματος. Εξασφαλίζει απρόσκοπτη επικοινωνία και συμβατότητα μεταξύ διαφόρων υποσυστημάτων. Οι πιο αποτελεσματικές δοκιμές ολοκλήρωσης λογισμικού περιλαμβάνουν εργαλεία προσομοίωσης και εικονικά περιβάλλοντα για την προσομοίωση σεναρίων οδήγησης σε πραγματικό κόσμο και τη δοκιμή της συμπεριφοράς του ενσωματωμένου λογισμικού υπό διαφορετικές συνθήκες. Αυτή η εικονικοποίηση επιτρέπει ολοκληρωμένες δοκιμές χωρίς την ανάγκη για φυσικά πρωτότυπα. Μόλις ολοκληρωθεί η ενσωμάτωση λογισμικού, τα οχήματα πρέπει να υποβληθούν σε εκτεταμένες δοκιμές πεδίου σε πραγματικές συνθήκες για να επικυρώσουν την απόδοση, την αξιοπιστία και την εμπειρία του χρήστη. Τα δεδομένα που συλλέγονται κατά τη διάρκεια δοκιμών πεδίου επιτρέπουν ένα σύστημα ανατροφοδότησης κλειστού βρόχου για να βοηθήσει στον εντοπισμό τυχόν ζητημάτων ή περιοχών προς βελτίωση. Η Siemens προσφέρει τις ακόλουθες δοκιμαστικές λύσεις από το χαρτοφυλάκιο Capital, επιμελημένες για την αυτοκινητοβιομηχανία:

• Capital Embedded Integrator AR Classic είναι μια ισχυρή λύση για την πλήρη διαμόρφωση των εξαρτημάτων ενδιάμεσου λογισμικού AUTOSAR.
• Capital Embedded Virtualizer AR Classic, το ECU προσομοιώνεται έτσι ώστε οι δοκιμές λογισμικού να ελέγχονται με μοναδικό, μη παρεμβατικό ίχνος για βαθιά ανάλυση.
• Capital Embedded AR Classic Το λογισμικό είναι η εφαρμογή της πλατφόρμας AUTOSAR Classic.
• Χρήση Capital Network Designer για το σχεδιασμό, την επαλήθευση και την επικύρωση επικοινωνιών λογισμικού μέσω τυποποιημένων πρωτοκόλλων, όπως CAN, CAN FD, LIN, FlexRay και Ethernet (SOME/IP, TCP, UDP, DoIP, DDS).

Η επαλήθευση και η επικύρωση είναι ζωτικής σημασίας για την κατασκευή οχημάτων που καθορίζονται από λογισμικό για να διασφαλιστεί ότι το ενσωματωμένο λογισμικό λειτουργεί σωστά, πληροί τα πρότυπα απόδοσης και συμμορφώνεται με τους κανονισμούς ασφαλείας. Η επαλήθευση επιβεβαιώνει ότι το λογισμικό είναι κατασκευασμένο σύμφωνα με τις προδιαγραφές και τις απαιτήσεις σχεδιασμού, ενώ η επικύρωση διασφαλίζει ότι ικανοποιεί τις ανάγκες των χρηστών και λειτουργεί αξιόπιστα σε πραγματικές συνθήκες. Η ανεπαρκής ή καθυστερημένη επαλήθευση και επικύρωση μπορεί να οδηγήσει σε σφάλματα λογισμικού, κινδύνους ασφαλείας και ζητήματα συμμόρφωσης που μπορεί να οδηγήσουν σε ανακλήσεις και ζημιά στη φήμη της μάρκας.

Η Siemens βοηθά στην επαλήθευση και την επικύρωση συνδυάζοντας ρεαλιστικά μοντέλα συστημάτων σε σενάρια συν-προσομοίωσης για την επικύρωση πρώιμων υποθέσεων αρχιτεκτονικής λογισμικού στο πλαίσιο των ηλεκτρικών και δικτυακών αρχιτεκτονικών. Επιτρέποντας συνεχείς αξιολογήσεις που μπορούν να πραγματοποιηθούν με τους ενδιαφερόμενους σε πολλούς τομείς μηχανικής, οι αντισταθμίσεις όπως το βάρος, το κόστος και η κατανάλωση ενέργειας μπορούν να εξισορροπηθούν πριν προχωρήσουμε σε δραστηριότητες μηχανικής συγκεκριμένου τομέα. Οι μεμονωμένοι τομείς μπορούν στη συνέχεια να επικυρώσουν λειτουργικές διεπαφές, να δημιουργήσουν επιλογές, να επαληθεύσουν απαιτήσεις, να διασφαλίσουν την ασφάλεια στον κυβερνοχώρο και να αξιολογήσουν αποφάσεις υλικού και λογισμικού με προσομοίωση σε ένα εικονικό περιβάλλον.

Καθώς το λογισμικό εφαρμόζεται, οι λύσεις της Siemens μπορούν να δημιουργήσουν επαληθευμένα και επικυρωμένα αποσπάσματα ECU για να διευκολύνουν την ενσωμάτωση λογισμικού εφαρμογών με το βασικό λογισμικό για το διαμορφωμένο ECU. Αυτό επιτρέπει στους μηχανικούς να δοκιμάζουν την εκτέλεση λογισμικού εφαρμογών σε πραγματικό χρόνο με ένα εικονικό ECU και πραγματικά δεδομένα επικοινωνίας δικτύου. Ως αποτέλεσμα, οι μηχανικοί μπορούν να αναπτύξουν πολύπλοκο λογισμικό γρηγορότερα και να παραδώσουν προϊόντα υψηλής ποιότητας στους πελάτες τους.

Ένα ημι-πολυτελές ή πολυτελές όχημα στο δρόμο σήμερα εκτιμάται ότι έχει πάνω από 100 εκατομμύρια γραμμές κώδικα που εκτελούνται ανά πάσα στιγμή. Η εξασφάλιση μιας άψογης οδηγικής εμπειρίας σε αυτό το πολύπλοκο περιβάλλον απαιτεί εκατοντάδες υπολογιστικές μονάδες να λειτουργούν άψογα σε πραγματικό χρόνο. Τα τελευταία χρόνια, οι κατασκευαστές επικεντρώνονται όλο και περισσότερο στη βελτιστοποίηση του λογισμικού που απαιτείται για την εκτέλεση αυτού του υλικού και στην αξιοποίηση λογισμικού παράλληλα με τεχνολογίες όπως η τεχνητή νοημοσύνη (AI) για τη διαφοροποίηση των προϊόντων τους. Αυτή η προσέγγιση στην ανάπτυξη της αυτοκινητοβιομηχανίας έχει χαρακτηριστεί ως όχημα καθορισμένο από λογισμικό, όπου το λογισμικό γίνεται γρήγορα το κλειδί για το πώς ένα όχημα κατασκευάζεται, παράγεται, συντηρείται και λειτουργεί ως το πλεονέκτημα για τη συλλογή δεδομένων πληροφοριών καταναλωτών. Οι κύριες διαφορές μεταξύ ενός οχήματος που καθορίζεται από λογισμικό και ενός παραδοσιακού οχήματος είναι οι εξής:

• Έλεγχος: Σε ένα όχημα που καθορίζεται από λογισμικό, ο έλεγχος γίνεται κυρίως μέσω συστημάτων λογισμικού, ενώ στα παραδοσιακά αυτοκίνητα, ο έλεγχος είναι κυρίως μηχανικός, βασιζόμενος σε φυσικά εξαρτήματα όπως μοχλούς, καλώδια και υδραυλικά.
• Προσαρμοστικότητα: Τα οχήματα που ορίζονται από λογισμικό μπορούν εύκολα να προσαρμόσουν τις λειτουργίες τους εξ αποστάσεως μέσω ενημερώσεων λογισμικού, προσφέροντας ευελιξία και επιλογές προσαρμογής στους χρήστες. Τα παραδοσιακά οχήματα στερούνται αυτής της προσαρμοστικότητας και συνήθως απαιτούν φυσικές τροποποιήσεις για ενημερώσεις.
• Ενσωμάτωση αναδυόμενων τεχνολογιών: Τα οχήματα που ορίζονται από λογισμικό ενσωματώνουν απρόσκοπτα αναδυόμενες τεχνολογίες όπως η τεχνητή νοημοσύνη (AI), η συνδεσιμότητα και οι αυτόνομες δυνατότητες. Τα παραδοσιακά αυτοκίνητα ενδέχεται να μην έχουν την υποδομή ή τη συμβατότητα για να ενσωματώσουν αυτά τα προηγμένα χαρακτηριστικά χωρίς σημαντική μετασκευή.
• Μακροζωία και συντήρηση: Λόγω της φύσης τους που βασίζεται στο λογισμικό, τα οχήματα που καθορίζονται από λογισμικό μπορούν δυνητικά να έχουν μεγαλύτερη διάρκεια ζωής και να απαιτούν λιγότερο συχνή συντήρηση σε σύγκριση με τα παραδοσιακά οχήματα. Επιτρέπουν απομακρυσμένα διαγνωστικά και ενημερώσεις, επιτρέποντας στους κατασκευαστές να αντιμετωπίζουν προβλήματα γρήγορα και αποτελεσματικά, ενώ τα παραδοσιακά αυτοκίνητα ενδέχεται να απαιτούν πιο πρακτική συντήρηση και επισκευές.

Για τους κατασκευαστές αυτοκινήτων, ένα όχημα καθορισμένο από λογισμικό προσφέρει τα ακόλουθα οφέλη:

• Διαφοροποίηση και ανταγωνιστικό πλεονέκτημα: Τα οχήματα που ορίζονται από λογισμικό επιτρέπουν στους κατασκευαστές αυτοκινήτων να διαφοροποιούν τα προϊόντα τους σε μια πολυσύχναστη αγορά προσφέροντας μοναδικά χαρακτηριστικά και δυνατότητες που οδηγούνται από προηγμένα συστήματα λογισμικού. Αυτή η διαφοροποίηση μπορεί να βοηθήσει στην προσέλκυση πελατών και στη διατήρηση ενός ανταγωνιστικού πλεονεκτήματος στον κλάδο.
• Αποδοτικότητα ανάπτυξης: Η ανάπτυξη και η παραγωγή οχημάτων που ορίζονται από λογισμικό μπορεί να είναι πιο αποτελεσματική σε σύγκριση με τα παραδοσιακά αυτοκίνητα, καθώς οι ενημερώσεις λογισμικού, οι διορθώσεις σφαλμάτων και οι βελτιστοποιήσεις μπορούν να υλοποιηθούν εξ αποστάσεως χωρίς να απαιτούνται φυσικές τροποποιήσεις στο όχημα. Αυτή η βελτιωμένη διαδικασία μπορεί να μειώσει το χρόνο ανάπτυξης και το κόστος για τους κατασκευαστές.
• Συνεχής ροή εσόδων: Τα οχήματα που καθορίζονται από λογισμικό επιτρέπουν στους κατασκευαστές να προσφέρουν υπηρεσίες βάσει συνδρομής και premium χαρακτηριστικά που μπορούν να δημιουργήσουν μια σταθερή ροή εσόδων πέρα από την αρχική πώληση οχημάτων. Αυτό το συνεχές εισόδημα μπορεί να συμβάλει στην κερδοφορία και τη μακροπρόθεσμη βιωσιμότητα για τις αυτοκινητοβιομηχανίες.
• Συνεχής βελτίωση: Τα οχήματα που ορίζονται από λογισμικό παράγουν τεράστιες ποσότητες δεδομένων σχετικά με την απόδοση του οχήματος, τη συμπεριφορά των χρηστών και τα πρότυπα οδήγησης. Οι κατασκευαστές αυτοκινήτων μπορούν να αξιοποιήσουν αυτά τα δεδομένα για να αποκτήσουν πληροφορίες σχετικά με τις προτιμήσεις των πελατών, να βελτιώσουν την ανάπτυξη προϊόντων και να δημιουργήσουν έσοδα μέσω συνεργασιών δημιουργίας εσόδων από δεδομένα με εταιρείες τρίτων.

Για τους οδηγούς και τους επιβάτες, ένα όχημα καθορισμένο από λογισμικό προσφέρει τα ακόλουθα πλεονεκτήματα:

• Ευελιξία και εξατομίκευση: Τα οχήματα που ορίζονται από λογισμικό προσφέρουν στους καταναλωτές πρωτοφανή ευελιξία να προσαρμόζουν και να εξατομικεύουν την οδηγική τους εμπειρία μέσω ενημερώσεων λογισμικού. Μπορούν να προσαρμόσουν εξ αποστάσεως ρυθμίσεις για τις προτιμήσεις απόδοσης, άνεσης και ασφάλειας, βελτιώνοντας τη συνολική ικανοποίηση του οχήματος.
• Ασφάλεια και ευκολία: Τα οχήματα που ορίζονται από λογισμικό είναι συχνά εξοπλισμένα με προηγμένα χαρακτηριστικά ασφαλείας που οδηγούνται από λογισμικό, όπως συστήματα αποφυγής σύγκρουσης, προσαρμοστικό cruise control και δυνατότητες αυτόνομης οδήγησης. Αυτά τα χαρακτηριστικά μπορούν να βελτιώσουν σημαντικά την οδική ασφάλεια και να παρέχουν πρόσθετη ευκολία στους οδηγούς.
• Βελτιωμένη μακροζωία και αξία μεταπώλησης: Η δυνατότητα λήψης ενημερώσεων λογισμικού μέσω αέρα επιτρέπει στα οχήματα που καθορίζονται από λογισμικό να παραμένουν ενημερωμένα με τις τελευταίες τεχνολογικές εξελίξεις και βελτιστοποιήσεις απόδοσης. Αυτή η δυνατότητα μπορεί να παρατείνει τη διάρκεια ζωής του οχήματος και να ενισχύσει την αξία μεταπώλησής του σε σύγκριση με τα παραδοσιακά οχήματα που μπορεί να ξεπεραστούν γρήγορα.
• Διαγνωστικά και συντήρηση σε πραγματικό χρόνο: Τα οχήματα που καθορίζονται από λογισμικό επιτρέπουν τη διάγνωση σε πραγματικό χρόνο και την απομακρυσμένη παρακολούθηση των συστημάτων οχημάτων, επιτρέποντας στους κατασκευαστές να εντοπίζουν προληπτικά και να αντιμετωπίζουν πιθανά προβλήματα πριν κλιμακωθούν. Αυτή η προληπτική προσέγγιση στη συντήρηση μπορεί να μειώσει το χρόνο διακοπής λειτουργίας και το κόστος επισκευής για τους καταναλωτές, παρέχοντας ηρεμία και πιο ομαλή εμπειρία ιδιοκτησίας.