Programvaredefinerte kjøretøy

Et programvaredefinert kjøretøy er et banebrytende bilkonsept som omdefinerer tradisjonelle kjøretøy ved å prioritere programvarekontroll og tilpasningsevne. Den utnytter avanserte datasystemer for å administrere og tilpasse viktige kjøretøyfunksjoner som drivlinje, fjæring og sikkerhetsfunksjoner. Ved å sentralisere kontrollen gjennom programvare i kjøretøy og utenfor kjøretøyet, får produsentene enestående fleksibilitet til å oppdatere, optimalisere og tilpasse kjøretøyets ytelse eksternt, noe som forbedrer brukeropplevelsen og levetiden. Denne tilnærmingen muliggjør sømløs integrering av nye teknologier som kunstig intelligens, tilkobling og autonome evner.

Bilprodusenter flytter fokus til programvaredefinerte kjøretøyer (SDV) på grunn av potensialet til å differensiere tilbudene sine, forbedre driftseffektiviteten gjennom ekstern diagnostikk og oppdateringer, og fremtidssikre kjøretøyene mot raske teknologiske fremskritt. Å utvikle SDV med suksess krever arkitektoniske beslutninger på forhånd som vurderer programvare og de resulterende implikasjonene på maskinvare, så vel som de forskjellige grensesnittene til sensorer og aktuatorer. I tillegg må produsentene innlemme langsiktig skalerbarhet for å muliggjøre eksternt vedlikehold og oppgraderinger.

Åpen systemarkitektur for biler AUTOSAR er et verdensomspennende utviklingspartnerskap mellom bilinteresserte parter. Det primære målet med AUTOSAR-utviklingspartnerskapet er å tilby en ledende løsning for programvareplattformer for bilindustrien ved å standardisere grunnleggende systemfunksjoner og funksjonelle grensesnitt. Rammeverket muliggjør effektiv utvikling av innebygd applikasjonsprogramvare som støtter oppgaver rundt viktige bilfunksjoner i kjøretøysystemutvikling. Capital® Innebygd AR Classic™, en del av Siemens Xcelerator-porteføljen, er et eksempel på programvare for implementering av AUTOSAR-standarden. Det er et komplett tilbud med verktøy og programvare for å møte alle plattformbehov for elektronisk kontrollenhet (ECU), fra ECU-ekstraktoppdateringer til programvareplattformkonfigurasjon.

Softwareintegrasjonstesting i bilindustrien fokuserer på å verifisere at forskjellige programvarekomponenter fungerer sammen som beregnet når de integreres i kjøretøyets overordnede system. Det sikrer sømløs kommunikasjon og kompatibilitet mellom ulike delsystemer. Den mest effektive testingen av programvareintegrasjon inkluderer simuleringsverktøy og virtuelle miljøer for å simulere virkelige kjørescenarier og teste oppførselen til den integrerte programvaren under forskjellige forhold. Denne virtualiseringen muliggjør omfattende testing uten behov for fysiske prototyper. Når programvareintegrasjonen er fullført, må kjøretøyene gjennomgå omfattende felttesting under virkelige forhold for å validere ytelse, pålitelighet og brukeropplevelse. Data samlet inn under felttester muliggjør et lukket tilbakemeldingssystem for å identifisere eventuelle problemer eller forbedringsområder. Siemens tilbyr følgende velprøvde testløsninger fra Capital-porteføljen, kuratert for bilindustrien:

• Capital Embedded Integrator AR Classic er en kraftig løsning for den komplette konfigurasjonen av AUTOSAR mellomvarekomponenter.
• Capital Embedded Virtualizer AR Classic, ECU simuleres slik at programvaretester kan kontrolleres med unike, ikke-påtrengende spor for dyp analyse.
• Capital Embedded AR Classic programvare er vår implementering av AUTOSAR Classic-plattformen.
• Bruk Capital Network Designer å designe, verifisere og validere programvarekommunikasjon over standardprotokoller, for eksempel CAN, CAN FD, LIN, FlexRay og Ethernet (SOME/IP, TCP, UDP, DoIP, DDS).

Verifisering og validering er avgjørende i prosjektering av programvaredefinerte kjøretøy for å sikre at den integrerte programvaren fungerer riktig, oppfyller ytelsesstandarder og overholder sikkerhetsforskrifter. Verifisering bekrefter at programvaren er bygget i henhold til spesifikasjoner og designkrav, mens validering sikrer at den oppfyller brukernes behov og fungerer pålitelig under virkelige forhold. Utilstrekkelig eller forsinket verifisering og validering kan føre til programvarefeil, sikkerhetsfarer og samsvarsproblemer som kan føre til tilbakekalling og skade på merkevarens omdømme.

Siemens bistår med verifisering og validering ved å kombinere realistiske systemmodeller i co-simuleringsscenarier for å validere tidlige forutsetninger for programvarearkitektur i sammenheng med elektriske og nettverksarkitekturer. Ved å muliggjøre kontinuerlige evalueringer som kan utføres med interessenter på tvers av flere tekniske domener, kan avveininger som vekt, kostnad og strømforbruk balanseres før man går videre til domenespesifikke ingeniøraktiviteter. Individuelle domener kan deretter validere funksjonelle grensesnitt, generere alternativer, verifisere krav, sikre cybersikkerhet og evaluere maskinvare- og programvarebeslutninger med simulering i et virtuelt miljø.

Etter hvert som programvare implementeres, kan Siemens løsninger generere verifiserte og validerte ECU-ekstrakter for å lette integrering av applikasjonsprogramvare med basisprogramvaren for den konfigurerte ECU. Dette gjør det mulig for ingeniører å teste utførelsen av applikasjonsprogramvare i sanntid med en virtualisert ECU og faktiske nettverkskommunikasjonsdata. Som et resultat kan ingeniører utvikle kompleks programvare raskere og levere produkter av høy kvalitet til sine kunder.

Et semi-luksus- eller luksuskjøretøy på veien i dag anslås å ha over 100 millioner kodelinjer som kjører til enhver tid. Å sikre en feilfri kjøreopplevelse i dette komplekse miljøet krever at hundrevis av databehandlingsenheter fungerer feilfritt i sanntid. De siste årene har produsenter i økende grad fokusert på å optimalisere programvaren som trengs for å utføre denne maskinvaren og utnytte programvare sammen med teknologier som kunstig intelligens (AI) for å differensiere produktene sine. Denne tilnærmingen til bilutvikling har blitt merket som det programvaredefinerte kjøretøyet, der programvare raskt blir nøkkelen til hvordan et kjøretøy blir konstruert, produsert, betjent og fungerer som kanten for å samle inn forbrukerintelligensdata. Hovedforskjellene mellom et programvaredefinert kjøretøy og et tradisjonelt kjøretøy er som følger:

• Kontroll: I et programvaredefinert kjøretøy styres kontrollen primært gjennom programvaresystemer, mens i tradisjonelle biler er kontrollen hovedsakelig mekanisk, avhengig av fysiske komponenter som spaker, kabler og hydraulikk.
• Tilpasningsevne: Programvaredefinerte kjøretøy kan enkelt tilpasse funksjonaliteten eksternt gjennom programvareoppdateringer, og tilby fleksibilitet og tilpasningsalternativer til brukerne. Tradisjonelle kjøretøy mangler denne tilpasningsevnen og krever vanligvis fysiske modifikasjoner for oppdateringer.
• Integrering av nye teknologier: Programvaredefinerte kjøretøy integrerer sømløst nye teknologier som kunstig intelligens (AI), tilkobling og autonome evner. Tradisjonelle biler har kanskje ikke infrastrukturen eller kompatibiliteten til å innlemme disse avanserte funksjonene uten betydelig ettermontering.
• Lang levetid og vedlikehold: På grunn av deres programvaredrevne natur kan programvaredefinerte kjøretøy potensielt ha lengre levetid og kreve sjeldnere vedlikehold sammenlignet med tradisjonelle kjøretøyer. De gir mulighet for ekstern diagnostikk og oppdateringer, slik at produsenter kan løse problemer raskt og effektivt, mens tradisjonelle biler kan kreve mer praktisk vedlikehold og reparasjoner.

For bilprodusenter tilbyr et programvaredefinert kjøretøy følgende fordeler:

• Differensiering og konkurransefortrinn: Programvaredefinerte kjøretøy gjør det mulig for bilprodusenter å differensiere produktene sine i et overfylt marked ved å tilby unike funksjoner og evner drevet av avanserte programvaresystemer. Denne differensieringen kan bidra til å tiltrekke seg kunder og opprettholde et konkurransefortrinn i bransjen.
• Utviklingseffektivitet: Utvikling og produksjon av programvaredefinerte kjøretøy kan være mer effektiv sammenlignet med tradisjonelle biler, ettersom programvareoppdateringer, feilrettinger og optimaliseringer kan implementeres eksternt uten å kreve fysiske modifikasjoner av kjøretøyet. Denne strømlinjeformede prosessen kan redusere utviklingstid og kostnader for produsenter.
• Kontinuerlig inntektsstrøm: Programvaredefinerte kjøretøy gjør det mulig for produsenter å tilby abonnementsbaserte tjenester og premiumfunksjoner som kan generere en konstant inntektsstrøm utover det første kjøretøysalget. Denne løpende inntekten kan bidra til lønnsomhet og langsiktig bærekraft for bilbedrifter.
• Kontinuerlig forbedring: Programvaredefinerte kjøretøy genererer enorme mengder data om kjøretøyets ytelse, brukeratferd og kjøremønstre. Bilprodusenter kan utnytte disse dataene for å få innsikt i kundepreferanser, forbedre produktutviklingen og skape inntekter gjennom datainntektsgenereringspartnerskap med tredjepartsselskaper.

For sjåfører og passasjerer tilbyr et programvaredefinert kjøretøy følgende fordeler:

• Fleksibilitet og personalisering: Programvaredefinerte kjøretøy gir forbrukerne enestående fleksibilitet til å tilpasse og tilpasse kjøreopplevelsen gjennom programvareoppdateringer. De kan eksternt justere innstillinger for ytelse, komfort og sikkerhetspreferanser, noe som forbedrer den generelle kjøretilfredsheten.
• Sikkerhet og bekvemmelighet: Programvaredefinerte kjøretøy er ofte utstyrt med avanserte sikkerhetsfunksjoner drevet av programvare, for eksempel kollisjonsundvikende systemer, adaptiv cruisekontroll og autonome kjørefunksjoner. Disse funksjonene kan forbedre trafikksikkerheten betydelig og gi ekstra bekvemmelighet for sjåfører.
• Forbedret levetid og videresalgsverdi: Muligheten til å motta over-the-air programvareoppdateringer gjør at programvaredefinerte kjøretøy kan holde seg oppdatert med de nyeste teknologiske fremskrittene og ytelsesoptimaliseringer. Denne muligheten kan forlenge kjøretøyets levetid og øke videresalgsverdien sammenlignet med tradisjonelle kjøretøyer som raskt kan bli utdaterte.
• Sanntidsdiagnostikk og vedlikehold: Programvaredefinerte kjøretøy muliggjør sanntidsdiagnostikk og fjernovervåking av kjøretøysystemer, slik at produsentene proaktivt kan identifisere og løse potensielle problemer før de eskalerer. Denne proaktive tilnærmingen til vedlikehold kan redusere nedetid og reparasjonskostnader for forbrukerne, gi trygghet og en jevnere eieropplevelse.