Voertuigen die door software zijn gedefinieerd

Een softwaregedefinieerd voertuig is een baanbrekend autoconcept dat traditionele voertuigen opnieuw definieert door prioriteit te geven aan softwarebesturing en aanpassingsvermogen. Het maakt gebruik van geavanceerde computersystemen om cruciale voertuigfuncties, zoals de aandrijflijn, de ophanging en veiligheidsvoorzieningen, te beheren en aan te passen. Door de controle via software in en buiten het voertuig te centraliseren, krijgen fabrikanten ongekende flexibiliteit om de prestaties van voertuigen op afstand te updaten, te optimaliseren en te personaliseren, wat de gebruikerservaring en de levensduur ten goede komt. Deze aanpak maakt een naadloze integratie mogelijk van opkomende technologieën zoals kunstmatige intelligentie, connectiviteit en autonome capaciteiten.

Autofabrikanten verleggen hun focus naar softwaregedefinieerde voertuigen (SDV) vanwege de mogelijkheid om hun aanbod te differentiëren, de operationele efficiëntie te verbeteren door middel van diagnose en updates op afstand, en hun voertuigen toekomstbestendig te maken tegen snelle technologische ontwikkelingen. Om SDV's succesvol te ontwikkelen, moeten vooraf architectuurbeslissingen worden genomen, waarbij rekening wordt gehouden met software en de daaruit voortvloeiende gevolgen voor de hardware en de verschillende interfaces met sensoren en actuatoren. Bovendien moeten fabrikanten schaalbaarheid op lange termijn toepassen om onderhoud en upgrades op afstand mogelijk te maken.

Architectuur met open systemen voor de automobielsector AUTOSAR is een wereldwijd ontwikkelingspartnerschap van partijen die geïnteresseerd zijn in de automobielsector. Het belangrijkste doel van het AUTOSAR-ontwikkelingspartnerschap is om een toonaangevende oplossing te bieden voor softwareplatforms voor de automobielsector door basissysteemfuncties en functionele interfaces te standaardiseren. Het raamwerk maakt de efficiënte ontwikkeling mogelijk van geïntegreerde toepassingssoftware die taken ondersteunt die verband houden met essentiële functies in de automobielsector bij de ontwikkeling van voertuigsystemen. In Capital® geïntegreerde AR Classic™, onderdeel van het Siemens Xcelerator-portfolio, is een voorbeeld van software voor de implementatie van de AUTOSAR-standaard. Het is een compleet aanbod met tools en software om te voldoen aan alle behoeften van het platform voor elektronische besturingseenheden (ECU), van updates voor ECU-extractie tot configuratie van het softwareplatform.

Software-integratietests in de automobielindustrie zijn gericht op het verifiëren dat verschillende softwarecomponenten samenwerken zoals bedoeld wanneer ze worden geïntegreerd in het totale systeem van het voertuig. Het zorgt voor naadloze communicatie en compatibiliteit tussen verschillende subsystemen. De meest efficiënte tests voor software-integratie omvatten simulatietools en virtuele omgevingen om rijscenario's uit de echte wereld te simuleren en het gedrag van de geïntegreerde software onder verschillende omstandigheden te testen. Deze virtualisatie maakt uitgebreide tests mogelijk zonder dat er fysieke prototypes nodig zijn. Zodra de software-integratie is voltooid, moeten voertuigen uitgebreid worden getest in de praktijk om de prestaties, betrouwbaarheid en gebruikerservaring te valideren. Gegevens die tijdens veldtests worden verzameld, maken een feedbacksysteem mogelijk dat helpt bij het identificeren van eventuele problemen of verbeterpunten. Siemens biedt de volgende beproefde testoplossingen uit het Capital-portfolio, samengesteld voor de automobielindustrie:

• Capital Embedded Integrator (AR Classic) is een krachtige oplossing voor de volledige configuratie van de AUTOSAR-middlewarecomponenten.
• Capital Embedded Virtualizer AR Classic, de ECU is gesimuleerd, zodat softwaretests kunnen worden bestuurd met unieke, niet-opdringerige sporen voor een grondige analyse.
• Capital Embedded AR Classic software is onze implementatie van het AUTOSAR Classic-platform.
• Gebruik Capital Network Designer om softwarecommunicatie te ontwerpen, te verifiëren en te valideren via standaardprotocollen, zoals CAN, CAN FD, LIN, FlexRay en Ethernet (SOME/IP, TCP, UDP, DoIP, DDS).

Verificatie en validatie zijn cruciaal bij het ontwerpen van softwaregedefinieerde voertuigen om ervoor te zorgen dat de geïntegreerde software correct werkt, voldoet aan de prestatienormen en aan de veiligheidsvoorschriften. Verificatie bevestigt dat de software is gebouwd volgens specificaties en ontwerpvereisten, terwijl validatie ervoor zorgt dat de software voldoet aan de behoeften van de gebruikers en betrouwbaar werkt in de praktijk. Onvoldoende of vertraagde verificatie en validatie kunnen leiden tot softwarefouten, veiligheidsrisico's en problemen met de naleving, wat kan leiden tot terugroepacties en schade aan de merkreputatie.

Siemens helpt bij de verificatie en validatie door realistische systeemmodellen te combineren in co-simulatiescenario's om vroege veronderstellingen van de software-architectuur te valideren in de context van elektrische en netwerkarchitecturen. Door continue evaluaties mogelijk te maken die kunnen worden uitgevoerd met belanghebbenden in meerdere technische domeinen, kunnen afwegingen zoals gewicht, kosten en energieverbruik worden afgewogen voordat wordt overgegaan op domeinspecifieke technische activiteiten. Individuele domeinen kunnen vervolgens functionele interfaces valideren, opties genereren, vereisten verifiëren, cyberbeveiliging waarborgen en hardware- en softwarebeslissingen evalueren met behulp van simulatie in een virtuele omgeving.

Naarmate de software wordt geïmplementeerd, kunnen de oplossingen van Siemens geverifieerde en gevalideerde ECU-extracten genereren om de integratie van toepassingssoftware met de basissoftware voor de geconfigureerde ECU te vergemakkelijken. Dit stelt ingenieurs in staat om de uitvoering van toepassingssoftware in realtime te testen met een gevirtualiseerde ECU en actuele netwerkcommunicatiegegevens. Als gevolg hiervan kunnen ingenieurs sneller complexe software ontwikkelen en hoogwaardige producten leveren aan hun klanten.

In een semi-luxe of luxe auto die tegenwoordig op de weg is, worden naar schatting meer dan 100 miljoen regels code tegelijk uitgevoerd. Om een vlekkeloze rijervaring te garanderen in deze complexe omgeving zijn honderden rekeneenheden nodig om feilloos en in realtime te kunnen werken. De laatste jaren hebben fabrikanten zich steeds meer gericht op het optimaliseren van de software die nodig is om deze hardware uit te voeren en op het gebruik van software naast technologieën zoals kunstmatige intelligentie (AI) om hun producten te onderscheiden. Deze benadering van de ontwikkeling van auto's wordt ook wel het softwaregedefinieerde voertuig genoemd, waarbij software snel de sleutel wordt tot de manier waarop een voertuig wordt ontworpen, geproduceerd en onderhouden, en waarbij software de basis vormt voor het verzamelen van consumenteninformatie. De belangrijkste verschillen tussen een softwaregedefinieerd voertuig en een traditioneel voertuig zijn de volgende:

• Besturing: In een softwaregedefinieerd voertuig wordt de besturing voornamelijk beheerd via softwaresystemen, terwijl in traditionele auto's de besturing voornamelijk mechanisch is, waarbij gebruik wordt gemaakt van fysieke componenten zoals hendels, kabels en hydraulica.
• Aanpassingsvermogen: Softwaregedefinieerde voertuigen kunnen hun functies eenvoudig op afstand aanpassen door middel van software-updates, wat gebruikers flexibiliteit en aanpassingsmogelijkheden biedt. Traditionele voertuigen hebben dit aanpassingsvermogen niet en vereisen doorgaans fysieke aanpassingen voor updates.
• Integratie van opkomende technologieën: In softwaregedefinieerde voertuigen worden opkomende technologieën zoals kunstmatige intelligentie (AI), connectiviteit en autonome capaciteiten naadloos geïntegreerd. Traditionele auto's beschikken mogelijk niet over de infrastructuur of compatibiliteit om deze geavanceerde functies te integreren zonder dat ze veel aanpassingen hoeven te doen.
• Levensduur en onderhoud: Door hun softwaregestuurde aard kunnen softwaregedefinieerde voertuigen mogelijk een langere levensduur hebben en minder vaak onderhoud nodig hebben in vergelijking met traditionele voertuigen. Ze maken diagnose en updates op afstand mogelijk, waardoor fabrikanten problemen snel en efficiënt kunnen aanpakken, terwijl traditionele auto's wellicht meer praktijkgericht onderhoud en reparaties nodig hebben.

Voor autofabrikanten biedt een softwaregedefinieerd voertuig de volgende voordelen:

• Differentiatie en concurrentievoordeel: Met softwaregedefinieerde voertuigen kunnen autofabrikanten hun producten onderscheiden in een drukke markt door unieke functies en mogelijkheden aan te bieden die worden aangedreven door geavanceerde softwaresystemen. Deze differentiatie kan helpen om klanten aan te trekken en een concurrentievoordeel in de sector te behouden.
• Ontwikkelingsefficiëntie: De ontwikkeling en productie van softwaregedefinieerde voertuigen kan efficiënter zijn in vergelijking met traditionele auto's, omdat software-updates, bugfixes en optimalisaties op afstand kunnen worden geïmplementeerd zonder dat fysieke aanpassingen aan het voertuig nodig zijn. Dit gestroomlijnde proces kan de ontwikkelingstijd en -kosten voor fabrikanten verkorten.
• Doorlopende inkomstenstroom: Met softwaregedefinieerde voertuigen kunnen fabrikanten diensten op basis van abonnementen en premiumfuncties aanbieden die een constante inkomstenstroom kunnen genereren na de eerste verkoop van het voertuig. Deze doorlopende inkomsten kunnen bijdragen aan de winstgevendheid en duurzaamheid op lange termijn voor autobedrijven.
• Voortdurende verbetering: Softwaregedefinieerde voertuigen genereren enorme hoeveelheden gegevens over voertuigprestaties, gebruikersgedrag en rijpatronen. Autofabrikanten kunnen deze gegevens gebruiken om inzicht te krijgen in de voorkeuren van klanten, de productontwikkeling te verbeteren en inkomsten te genereren door middel van partnerschappen met derden om inkomsten te genereren met gegevens.

Voor bestuurders en passagiers biedt een softwaregedefinieerd voertuig de volgende voordelen:

• Flexibiliteit en personalisatie: Softwaregedefinieerde voertuigen bieden consumenten ongekende flexibiliteit om hun rijervaring aan te passen en te personaliseren door middel van software-updates. Ze kunnen op afstand instellingen aanpassen voor prestaties, comfort en veiligheidsvoorkeuren, waardoor de algemene tevredenheid van het voertuig toeneemt.
• Veiligheid en gemak: Softwaregedefinieerde voertuigen zijn vaak uitgerust met geavanceerde veiligheidsvoorzieningen die worden aangedreven door software, zoals systemen om botsingen te vermijden, adaptieve cruisecontrol en mogelijkheden voor autonoom rijden. Deze functies kunnen de verkeersveiligheid aanzienlijk verbeteren en bestuurders extra gemak bieden.
• Verbeterde levensduur en verkoopwaarde: dankzij de mogelijkheid om draadloze software-updates te ontvangen, kunnen softwaregedefinieerde voertuigen op de hoogte blijven van de nieuwste technologische ontwikkelingen en prestatie-optimalisaties. Deze mogelijkheid kan de levensduur van het voertuig verlengen en de verkoopwaarde verhogen in vergelijking met traditionele voertuigen die snel verouderd kunnen raken.
• Diagnose en onderhoud in realtime: Met software gedefinieerde voertuigen kunnen voertuigsystemen in realtime worden gediagnosticeerd en op afstand worden bewaakt, zodat fabrikanten potentiële problemen proactief kunnen identificeren en aanpakken voordat ze escaleren. Deze proactieve benadering van onderhoud kan de uitvaltijd en reparatiekosten voor consumenten verminderen, wat zorgt voor gemoedsrust en een vlottere gebruikservaring.