Softvérne definované vozidlá

Softvérovo definované vozidlo je špičkový automobilový koncept, ktorý predefinuje tradičné vozidlá tým, že uprednostňuje softvérové ovládanie a prispôsobivosť. Využíva pokročilé výpočtové systémy na správu a prispôsobenie kľúčových funkcií vozidla, ako sú hnacie sústavy, odpruženie a bezpečnostné prvky. Centralizáciou riadenia prostredníctvom softvéru vo vozidle a mimo vozidla získavajú výrobcovia bezprecedentnú flexibilitu pri aktualizácii, optimalizácii a personalizácii výkonu vozidla na diaľku, čím zvyšujú užívateľský zážitok a životnosť. Tento prístup umožňuje bezproblémovú integráciu nových technológií, ako je umelá inteligencia, konektivita a autonómne schopnosti.

Výrobcovia automobilov presúvajú svoje zameranie na softvérovo definované vozidlá (SDV) kvôli potenciálu rozlíšiť svoju ponuku, zlepšiť prevádzkovú efektivitu prostredníctvom diaľkovej diagnostiky a aktualizácií a zabezpečiť svoje vozidlá do budúcnosti pred rýchlym technologickým pokrokom. Úspešný vývoj SDV si vyžaduje vopred architektonické rozhodnutia, ktoré zohľadňujú softvér a výsledné dôsledky na hardvér, ako aj rôzne rozhrania senzorov a pohonov. Výrobcovia musia navyše začleniť dlhodobú škálovateľnosť, aby umožnili vzdialenú údržbu a aktualizáciu.

Architektúra otvoreného systému automobilov AUTOCAR je celosvetové rozvojové partnerstvo zainteresovaných strán automobilových vozidiel. Primárnym cieľom vývojového partnerstva AUTOSAR je poskytnúť špičkové riešenie pre automobilové softvérové platformy štandardizáciou základných systémových funkcií a funkčných rozhraní. Rámec umožňuje efektívny vývoj vstavaného aplikačného softvéru, ktorý podporuje úlohy týkajúce sa základných automobilových funkcií vo vývoji systémov vozidiel. Vstavaný AR Classic™ Capital®, súčasť portfólia Siemens Xcelerator, je príkladom softvéru na implementáciu štandardu AUTOSAR. Je to kompletná ponuka s nástrojmi a softvérom na uspokojenie všetkých potrieb platformy elektronickej riadiacej jednotky (ECU), od aktualizácií extraktu ECU až po konfiguráciu softvérovej platformy.

Testovanie integrácie Software v automobilovom priemysle sa zameriava na overenie toho, či rôzne softvérové komponenty spolupracujú podľa zamýšľania, keď sú integrované do celkového systému vozidla. Zabezpečuje bezproblémovú komunikáciu a kompatibilitu medzi rôznymi subsystémami. Najefektívnejšie testovanie integrácie softvéru zahŕňa simulačné nástroje a virtuálne prostredia na simuláciu scenárov jazdy v reálnom svete a testovanie správania integrovaného softvéru za rôznych podmienok. Táto virtualizácia umožňuje komplexné testovanie bez potreby fyzických prototypov. Po dokončení integrácie softvéru musia vozidlá prejsť rozsiahlym testovaním v teréne v reálnych podmienkach, aby sa overil výkon, spoľahlivosť a užívateľská skúsenosť. Údaje zozbierané počas testov v teréne umožňujú systém spätnej väzby s uzavretou slučkou, ktorý pomáha identifikovať akékoľvek problémy alebo oblasti, ktoré je potrebné vylepšiť. Spoločnosť Siemens ponúka nasledujúce osvedčené testovacie riešenia z portfólia Capital, ktoré je určené pre automobilový priemysel:

• Capital Embedded Integrator AR Classic je výkonným riešením pre kompletnú konfiguráciu komponentov intermediárneho softvéru AUTOSAR.
• Capital Embedded Virtualizer AR Classic, ECU je simulovaný, takže softvérové testy sú ovládateľné jedinečnou, netrušivou stopovou pre hĺbkovú analýzu.
• Capital Embedded AR Classic softvér je našou implementáciou platformy AUTOSAR Classic.
• Použitie Capital Network Designer navrhnúť, overiť a overiť softvérovú komunikáciu prostredníctvom štandardných protokolov, ako sú CAN, CAN FD, LIN, FlexRay a Ethernet (SOME/IP, TCP, UDP, DoIP, DDS).

Overovanie a validácia sú rozhodujúce v inžinierstve softvérovo definovaných vozidiel, aby sa zabezpečilo, že integrovaný softvér funguje správne, spĺňa výkonnostné normy a spĺňa bezpečnostné predpisy. Overovanie potvrdzuje, že softvér je postavený podľa špecifikácií a požiadaviek na dizajn, zatiaľ čo overenie zaisťuje, že spĺňa potreby používateľov a spoľahlivo funguje v reálnych podmienkach. Nedostatočné alebo oneskorené overenie a overenie môže viesť k chybám softvéru, bezpečnostným rizikám a problémom s dodržiavaním, ktoré môžu viesť k stiahnutiu a poškodeniu reputácie značky.

Siemens pomáha pri overovaní a validácii kombináciou realistických systémových modelov v scenároch kosimulácie s cieľom overiť predpoklady skorej architektúry softvéru v kontexte elektrickej a sieťovej architektúry. Umožnením nepretržitého hodnotenia, ktoré je možné vykonávať so zainteresovanými stranami vo viacerých inžinierskych oblastiach, je možné vyvážiť kompromisy ako hmotnosť, náklady a spotreba energie pred prechodom na inžinierske činnosti špecifické pre danú oblasť. Jednotlivé domény potom môžu overovať funkčné rozhrania, generovať možnosti, overovať požiadavky, zaistiť kybernetickú bezpečnosť a hodnotiť hardvérové a softvérové rozhodnutia pomocou simulácie vo virtuálnom prostredí.

Vďaka implementácii softvéru môžu riešenia Siemens generovať overené a overené extrakty ECU na uľahčenie integrácie aplikačného softvéru so základným softvérom pre nakonfigurovanú ECU. To umožňuje inžinierom testovať vykonávanie aplikačného softvéru v reálnom čase pomocou virtualizovaného ECU a skutočných sieťových komunikačných údajov. Výsledkom je, že inžinieri môžu rýchlejšie vyvíjať komplexný softvér a dodávať svojim zákazníkom vysokokvalitné produkty.

Odhaduje sa, že pololuxusné alebo luxusné vozidlo na cestách má v danom čase vykonaných viac ako 100 miliónov riadkov kódu. Zabezpečenie bezchybného zážitku z jazdy v tomto zložitom prostredí vyžaduje, aby stovky výpočtových jednotiek pracovali bezchybne v reálnom čase. V posledných rokoch sa výrobcovia čoraz viac zameriavajú na optimalizáciu softvéru potrebného na spustenie tohto hardvéru a využívanie softvéru spolu s technológiami ako umelá inteligencia (AI) na rozlíšenie svojich produktov. Tento prístup k vývoju automobilového priemyslu bol označený ako softvérovo definované vozidlo, kde sa softvér rýchlo stáva kľúčom k tomu, ako je vozidlo navrhnuté, vyrobené, servisované a slúži ako výhoda pri zhromažďovaní údajov o spotrebiteľských informáciách. Hlavné rozdiely medzi softvérovo definovaným vozidlom a tradičným vozidlom sú nasledovné:

• Ovládanie: Vo vozidle definovanom softvérom je riadenie primárne riadené prostredníctvom softvérových systémov, zatiaľ čo v tradičných automobiloch je ovládanie hlavne mechanické a spolieha sa na fyzické komponenty, ako sú páky, káble a hydrauliky.
• Prispôsobivosť: Softvérne definované vozidlá môžu ľahko prispôsobiť svoje funkcie na diaľku prostredníctvom aktualizácií Software, ktoré ponúkajú používateľom flexibilitu a možnosti prispôsobenia. Tradičným vozidlám chýba táto prispôsobivosť a zvyčajne vyžadujú fyzické úpravy na aktualizácie.
• Integrácia vznikajúcich technológií: Softvérne definované vozidlá bezproblémovo integrujú vznikajúce technológie, ako je umelá inteligencia (AI), konektivita a autonómne schopnosti. Tradičné automobily nemusia mať infraštruktúru ani kompatibilitu na začlenenie týchto pokročilých funkcií bez výrazného dodatočného vybavenia.
• Dlhovekosť a údržba: Vďaka svojej softvérovej povahe môžu mať softvérovo definované vozidlá potenciálne dlhšiu životnosť a vyžadovať menej častú údržbu v porovnaní s tradičnými vozidlami. Umožňujú diaľkovú diagnostiku a aktualizácie, čo umožňuje výrobcom rýchlo a efektívne riešiť problémy, zatiaľ čo tradičné automobily môžu vyžadovať praktickejšiu údržbu a opravy.

Pre výrobcov automobilov ponúka softvérovo definované vozidlo nasledujúce výhody:

• Diferenciácia a konkurenčná výhoda: Softvérne definované vozidlá umožňujú výrobcom automobilov odlíšiť svoje výrobky na preplnenom trhu ponúkaním jedinečných funkcií a schopností poháňaných pokročilými softvérovými systémami. Táto diferenciácia môže pomôcť prilákať zákazníkov a udržať si konkurenčnú výhodu v tomto odvetví.
• Efektívnosť vývoja: Vývoj a výroba softvérovo definovaných vozidiel môže byť efektívnejšia v porovnaní s tradičnými automobilmi, pretože aktualizácie softvéru, opravy chýb a optimalizácie je možné implementovať na diaľku bez potreby fyzických úprav vozidla. Tento zefektívnený proces môže výrobcom znížiť čas vývoja a náklady.
• Nepretržitý tok príjmov: Softvérne definované vozidlá umožňujú výrobcom ponúkať služby založené na predplatnom a prémiové funkcie, ktoré môžu generovať konštantný tok príjmov nad rámec počiatočného predaja vozidiel. Tento trvalý príjem môže prispieť k ziskovosti a dlhodobej udržateľnosti automobilových spoločností.
• Neustále zlepšovanie: Softvérne definované vozidlá generujú obrovské množstvo údajov o výkonnosti vozidla, správaní používateľov a jazdných vzorcoch. Výrobcovia automobilov môžu tieto údaje využiť na získanie prehľadu o preferenciách zákazníkov, zlepšenie vývoja produktov a vytváranie výnosov prostredníctvom partnerstiev na speňaženie údajov s tretími spoločnosťami.

Pre vodičov a cestujúcich ponúka softvérovo definované vozidlo nasledujúce výhody:

• Flexibilita a personalizácia: Softvérne definované vozidlá ponúkajú spotrebiteľom bezprecedentnú flexibilitu pri prispôsobovaní a personalizácii ich jazdného zážitku prostredníctvom aktualizácií Software. Môžu na diaľku upraviť nastavenia výkonu, pohodlia a bezpečnostných preferencií, čím zvyšujú celkovú spokojnosť vozidla.
• Bezpečnosť a pohodlie: Softvérne definované vozidlá sú často vybavené pokročilými bezpečnostnými funkciami poháňanými softvérom, ako sú systémy predchádzania kolíziám, adaptívny tempomat a možnosti autonómnej jazdy. Tieto funkcie môžu výrazne zlepšiť bezpečnosť cestnej premávky a poskytnúť vodičom väčšie pohodlie.
• Vylepšená životnosť a hodnota ďalšieho predaja: Schopnosť prijímať bezdrôtové aktualizácie softvéru umožňuje vozidlám definovaným softvérom zostať aktuálne s najnovšími technologickými pokrokmi a optimalizáciou výkonu. Táto funkcia môže predĺžiť životnosť vozidla a zvýšiť jeho hodnotu ďalšieho predaja v porovnaní s tradičnými vozidlami, ktoré môžu rýchlo zastarať.
• Diagnostika a údržba v reálnom čase: Softvérne definované vozidlá umožňujú diagnostiku v reálnom čase a diaľkové monitorovanie systémov vozidiel, čo umožňuje výrobcom proaktívne identifikovať a riešiť potenciálne problémy skôr, ako sa eskalujú. Tento proaktívny prístup k údržbe môže spotrebiteľom znížiť prestoje a náklady na opravy, čím poskytuje pokoj v duši a plynulejší zážitok z vlastníctva.