Ohjelmistomääritetyt ajoneuvot

Ohjelmistomääritelty ajoneuvo on huippuluokan autoteollisuuden konsepti, joka määrittelee perinteiset ajoneuvot priorisoimalla ohjelmistojen hallinnan ja mukautuvuuden. Se hyödyntää edistyneitä tietojenkäsittelyjärjestelmiä keskeisten ajoneuvon toimintojen, kuten voimansiirron, jousituksen ja turvaominaisuuksien, hallintaan ja mukauttamiseen. Keskittämällä ohjauksen ajoneuvon sisäisten ja ajoneuvojen ulkopuolisten ohjelmistojen avulla valmistajat saavat ennennäkemättömän joustavuuden päivittää, optimoida ja mukauttaa ajoneuvon suorituskykyä etänä, mikä parantaa käyttökokemusta ja pitkäikäisyyttä. Tämä lähestymistapa mahdollistaa kehittyvien tekniikoiden, kuten tekoälyn, liitettävyyden ja itsenäisten ominaisuuksien saumattoman integroinnin.

Autovalmistajat siirtävät painopisteensä ohjelmistomääritettyihin ajoneuvoihin (SDV), koska he voivat erottaa tarjontansa, parantaa toiminnan tehokkuutta etädiagnostiikan ja päivitysten avulla ja suojata ajoneuvojaan tulevaisuuden nopealta teknologiselta kehitykseltä. SDV: n onnistunut kehittäminen vaatii etukäteen arkkitehtonisia päätöksiä, joissa otetaan huomioon ohjelmistot ja siitä johtuvat vaikutukset laitteistoon sekä erilaiset rajapinnat antureihin ja toimilaitteisiin. Lisäksi valmistajien on sisällytettävä pitkäaikainen skaalautuvuus etähuollon ja päivitysten mahdollistamiseksi.

Autoteollisuuden avoimen järjestelmän arkkitehtuuri AUTOSAR on autoalan toimijoiden maailmanlaajuinen kehityskumppanuus. AUTOSAR-kehityskumppanuuden ensisijainen tavoite on tarjota johtava ratkaisu autojen ohjelmistoalustoille standardoimalla järjestelmän perustoiminnot ja toiminnalliset rajapinnat. Kehys mahdollistaa sulautettujen sovellusohjelmistojen tehokkaan kehittämisen, joka tukee keskeisiä autotoimintoja ympäröiviä tehtäviä ajoneuvojärjestelmien kehittämisessä. Capital® -sulautettu AR Classic™, osa Siemens Xcelerator -tuotevalikoimaa, on esimerkki ohjelmistosta AUTOSAR-standardin toteuttamiseen. Se on täydellinen valikoima työkaluja ja ohjelmistoja, jotka täyttävät kaikki elektronisen ohjausyksikön (ECU) alustan tarpeet ECU-purkupäivityksistä ohjelmistoalustan kokoonpanoon.

Software-integraation testaus autoteollisuudessa keskittyy varmistamaan, että eri ohjelmistokomponentit toimivat yhdessä suunnitellusti, kun ne integroidaan ajoneuvon kokonaisjärjestelmään. Se varmistaa saumattoman viestinnän ja yhteensopivuuden eri osajärjestelmien välillä. Tehokkain ohjelmistointegraation testaus sisältää simulointityökaluja ja virtuaaliympäristöjä reaalimaailman ajoskenaarioiden simuloimiseksi ja integroidun ohjelmiston käyttäytymisen testaamiseksi eri olosuhteissa. Tämä virtualisointi mahdollistaa kattavan testauksen ilman fyysisiä prototyyppejä. Kun ohjelmistointegraatio on valmis, ajoneuvojen on suoritettava laaja kenttätestaus todellisissa olosuhteissa suorituskyvyn, luotettavuuden ja käyttökokemuksen vahvistamiseksi. Kenttätestien aikana kerätyt tiedot mahdollistavat suljetun kierron palautejärjestelmän, joka auttaa tunnistamaan mahdolliset ongelmat tai parannettavat alueet. Siemens tarjoaa seuraavat autoteollisuudelle kuratoidut Capital-tuotevalikoimasta testatut testausratkaisut:

• Capital Embedded Integrator AR Classic on tehokas ratkaisu AUTOSAR-väliohjelmistokomponenttien täydelliseen kokoonpanoon.
• Capital Embedded Virtualizer AR Classic, ECU simuloidaan, joten ohjelmistotestit ovat hallittavissa ainutlaatuisella, ei-häiritsevällä jäljellä syvää analyysiä varten.
• Capital Embedded AR Classic ohjelmisto on AUTOSAR Classic -alustan toteutus.
• Käyttö Capital Network Designer suunnittelemaan, tarkistamaan ja validoimaan ohjelmistoviestintää vakioprotokollien, kuten CAN, CAN FD, LIN, FlexRay ja Ethernet (SOME/IP, TCP, UDP, DoIP, DDS) kautta.

Todentaminen ja validointi ovat ratkaisevan tärkeitä ohjelmistomääritettyjen ajoneuvojen suunnittelussa sen varmistamiseksi, että integroitu ohjelmisto toimii oikein, täyttää suorituskykystandardit ja noudattaa turvallisuusmääräyksiä. Vahvistus vahvistaa, että ohjelmisto on rakennettu spesifikaatioiden ja suunnitteluvaatimusten mukaisesti, kun taas validointi varmistaa, että se vastaa käyttäjien tarpeita ja toimii luotettavasti todellisissa olosuhteissa. Riittämätön tai viivästynyt varmennus ja validointi voivat johtaa ohjelmistovirheisiin, turvallisuusriskeihin ja vaatimustenmukaisuuteen liittyviin ongelmiin, jotka voivat johtaa takaisinkutsuihin ja vahingoittaa tuotemerkin mainetta.

Siemens auttaa todentamisessa ja validoinnissa yhdistämällä realistisia järjestelmämalleja yhteissimulaatioskenaarioissa validoidakseen varhaiset ohjelmistoarkkitehtuurin oletukset sähkö- ja verkkoarkkitehtuurien yhteydessä. Mahdollistamalla jatkuvat arvioinnit, jotka voidaan suorittaa sidosryhmien kanssa useilla suunnittelualoilla, voidaan tasapainottaa kompromisseja, kuten paino, kustannukset ja virrankulutus, ennen kuin siirrytään toimialakohtaisiin suunnittelutoimintoihin. Yksittäiset verkkotunnukset voivat sitten validoida toiminnalliset rajapinnat, luoda vaihtoehtoja, tarkistaa vaatimukset, varmistaa kyberturvallisuuden ja arvioida laitteisto- ja ohjelmistopäätöksiä simuloinnin avulla virtuaaliympäristössä.

Kun ohjelmisto toteutetaan, Siemensin ratkaisut voivat tuottaa todennettuja ja validoituja ECU-otteita helpottaakseen sovellusohjelmistojen integrointia konfiguroidun ECU: n perusohjelmistoon. Tämän avulla insinöörit voivat testata sovellusohjelmistojen suorittamista reaaliajassa virtualisoidulla ECU: lla ja todellisilla verkkoviestintätiedoilla. Tämän seurauksena insinöörit voivat kehittää monimutkaisia ohjelmistoja nopeammin ja toimittaa korkealaatuisia tuotteita asiakkailleen.

Nykyään tiellä liikennöivällä puoliksi ylellisellä tai ylellisellä ajoneuvolla arvioidaan olevan yli 100 miljoonaa koodiriviä kulloinkin. Virheettömän ajokokemuksen varmistaminen tässä monimutkaisessa ympäristössä vaatii satoja laskentayksiköitä toimimaan moitteettomasti reaaliajassa. Viime vuosina valmistajat ovat keskittyneet yhä enemmän tämän laitteiston toteuttamiseen tarvittavien ohjelmistojen optimointiin ja ohjelmistojen hyödyntämiseen tekoälyn (AI) kaltaisten tekniikoiden rinnalla tuotteidensa erottamiseksi. Tämä lähestymistapa autoteollisuuden kehitykseen on nimetty ohjelmistomääritetyksi ajoneuvoksi, jossa ohjelmistosta on nopeasti tulossa avain siihen, miten ajoneuvo suunnitellaan, tuotetaan, huolletaan ja toimii reunana kuluttajatietojen keräämisessä. Tärkeimmät erot ohjelmistomääritetyn ajoneuvon ja perinteisen ajoneuvon välillä ovat seuraavat:

• Ohjaus: Ohjelmistomääritetyssä ajoneuvossa ohjausta hallitaan ensisijaisesti ohjelmistojärjestelmien avulla, kun taas perinteisissä autoissa ohjaus on pääasiassa mekaanista, ja se perustuu fyysisiin komponentteihin, kuten vipuihin, kaapeleihin ja hydrauliikkaan.
• Sopeutumiskyky: Ohjelmiston määrittelemät ajoneuvot voivat helposti mukauttaa toimintojaan etäältä ohjelmistopäivitysten avulla, mikä tarjoaa käyttäjille joustavuutta ja mukautusvaihtoehtoja. Perinteisillä ajoneuvoilla ei ole tätä sopeutumiskykyä, ja ne vaativat tyypillisesti fyysisiä muutoksia päivityksiin.
• Kehittyvien teknologioiden integrointi: Ohjelmistomääritellyt ajoneuvot integroivat saumattomasti uusia tekniikoita, kuten tekoäly (AI), liitettävyys ja autonomiset ominaisuudet. Perinteisillä autoilla ei välttämättä ole infrastruktuuria tai yhteensopivuutta näiden edistyneiden ominaisuuksien sisällyttämiseksi ilman merkittävää jälkiasennusta.
• Pitkäikäisyys ja huolto: Ohjelmistopohjaisen luonteensa vuoksi ohjelmistomääritetyillä ajoneuvoilla voi olla pidempi käyttöikä ja vaatia vähemmän huoltoa kuin perinteiset ajoneuvot. Ne mahdollistavat etädiagnostiikan ja päivitykset, joiden avulla valmistajat voivat käsitellä ongelmia nopeasti ja tehokkaasti, kun taas perinteiset autot saattavat vaatia enemmän käytännön huoltoa ja korjauksia.

Autovalmistajille ohjelmistomääritelty ajoneuvo tarjoaa seuraavat edut:

• Eriyttäminen ja kilpailuetu: Ohjelmistomääritettyjen ajoneuvojen avulla autovalmistajat voivat erottaa tuotteitaan ahtaalla markkinoilla tarjoamalla ainutlaatuisia ominaisuuksia ja ominaisuuksia, joita ohjaavat edistyneet ohjelmistojärjestelmät. Tämä erottelu voi auttaa houkuttelemaan asiakkaita ja ylläpitämään kilpailuetua alalla.
• Kehitystehokkuus: Ohjelmistomääritettyjen ajoneuvojen kehittäminen ja tuotanto voi olla perinteisiin autoihin verrattuna tehokkaampaa, koska ohjelmistopäivitykset, virheenkorjaukset ja optimoinnit voidaan toteuttaa etänä ilman fyysisiä muutoksia ajoneuvoon. Tämä virtaviivaistettu prosessi voi vähentää valmistajien kehitysaikaa ja kustannuksia.
• Jatkuva tulovirta: Ohjelmistomääritellyt ajoneuvot antavat valmistajille mahdollisuuden tarjota tilauspohjaisia palveluita ja premium-ominaisuuksia, jotka voivat tuottaa jatkuvan tulovirran alkuperäisen ajoneuvomyynnin jälkeen. Nämä jatkuvat tulot voivat edistää autoteollisuuden yritysten kannattavuutta ja pitkän aikavälin kestävyyttä.
• Jatkuva parantaminen: Ohjelmiston määrittelemät ajoneuvot tuottavat valtavia määriä tietoa ajoneuvon suorituskyvystä, käyttäjien käyttäytymisestä ja ajomalleista. Autovalmistajat voivat hyödyntää näitä tietoja saadakseen tietoa asiakkaiden mieltymyksistä, parantamaan tuotekehitystä ja luomaan tuloja tietojen kaupallistamiskumppanuuksien avulla kolmansien osapuolten yritysten kanssa.

Kuljettajille ja matkustajille ohjelmistomääritelty ajoneuvo tarjoaa seuraavat edut:

• Joustavuus ja personointi: Ohjelmistomääritellyt ajoneuvot tarjoavat kuluttajille ennennäkemättömän joustavuuden mukauttaa ja mukauttaa ajokokemustaan ohjelmistopäivitysten avulla. Ne voivat etäsäätää suorituskykyä, mukavuutta ja turvallisuutta koskevia asetuksia, mikä parantaa ajoneuvojen yleistä tyytyväisyyttä.
• Turvallisuus ja mukavuus: Ohjelmistomääritellyt ajoneuvot on usein varustettu ohjelmistojen ohjaamilla edistyneillä turvaominaisuuksilla, kuten törmäysten välttämisjärjestelmillä, mukautuvalla vakionopeussäätimellä ja autonomisilla ajo-ominaisuuksilla. Nämä ominaisuudet voivat parantaa merkittävästi liikenneturvallisuutta ja tarjota lisää mukavuutta kuljettajille.
• Parempi pitkäikäisyys ja jälleenmyyntiarvo: Mahdollisuus vastaanottaa langattomia ohjelmistopäivityksiä antaa ohjelmistojen määrittelemille ajoneuvoille mahdollisuuden pysyä ajan tasalla uusimmista teknologian edistysaskeleista ja suorituskyvyn optimoinneista. Tämä ominaisuus voi pidentää ajoneuvon käyttöikää ja parantaa sen jälleenmyyntiarvoa verrattuna perinteisiin ajoneuvoihin, jotka voivat vanhentua nopeasti.
• Reaaliaikainen diagnostiikka ja huolto: Ohjelmistomääritellyt ajoneuvot mahdollistavat ajoneuvojärjestelmien reaaliaikaisen diagnostiikan ja etävalvonnan, jolloin valmistajat voivat ennakoivasti tunnistaa mahdolliset ongelmat ja puuttua niihin ennen niiden lisääntymistä. Tämä ennakoiva lähestymistapa ylläpitoon voi vähentää kuluttajien seisokkeja ja korjauskustannuksia, mikä tarjoaa mielenrauhan ja sujuvamman omistajakokemuksen.