Programvarudefinierade fordon

Ett mjukvarudefinierat fordon är ett banbrytande fordonskoncept som omdefinierar traditionella fordon genom att prioritera programvarustyrning och anpassningsförmåga. Den utnyttjar avancerade datorsystem för att hantera och anpassa viktiga fordonsfunktioner som drivlina, fjädring och säkerhetsfunktioner. Genom att centralisera kontrollen genom programvara i fordon och utanför fordonet får tillverkarna oöverträffad flexibilitet att uppdatera, optimera och anpassa fordonsprestanda på distans, vilket förbättrar användarupplevelsen och livslängden. Detta tillvägagångssätt möjliggör sömlös integration av nya tekniker som artificiell intelligens, anslutning och autonoma funktioner.

Fordonstillverkarna flyttar fokus till mjukvarudefinierade fordon (SDV) på grund av potentialen att differentiera sina erbjudanden, förbättra driftseffektiviteten genom fjärrdiagnostik och uppdateringar och framtidssäkra sina fordon mot snabba tekniska framsteg. Att utveckla SDV: er framgångsrikt kräver arkitektoniska beslut i förväg som tar hänsyn till programvara och de resulterande konsekvenserna för hårdvara samt de olika gränssnitten till sensorer och ställdon. Dessutom måste tillverkarna införliva långsiktig skalbarhet för att möjliggöra fjärrunderhåll och uppgraderingar.

Öppen systemarkitektur för fordon AUTOSAR är ett världsomspännande utvecklingspartnerskap mellan fordonsintresserade parter. Det primära målet med AUTOSAR utvecklingspartnerskapet är att tillhandahålla en ledande lösning för fordonsprogramvaruplattformar genom att standardisera grundläggande systemfunktioner och funktionella gränssnitt. Ramverket möjliggör effektiv utveckling av inbäddad applikationsprogramvara som stöder uppgifter kring viktiga fordonsfunktioner i fordonssystemutveckling. Capital® Inbäddad AR Classic™, en del av Siemens Xcelerator-portföljen, är ett exempel på programvara för implementering av AUTOSAR-standarden. Det är ett komplett erbjudande med verktyg och programvara för att möta alla ECU-plattformsbehov, från ECU-extraktuppdateringar till programvaruplattformskonfiguration.

Softwareintegrationstestning inom fordonsindustrin fokuserar på att verifiera att olika programvarukomponenter fungerar tillsammans som avsett när de integreras i fordonets övergripande system. Det säkerställer sömlös kommunikation och kompatibilitet mellan olika delsystem. Den mest effektiva mjukvaruintegrationstestningen inkluderar simuleringsverktyg och virtuella miljöer för att simulera verkliga körscenarier och testa beteendet hos den integrerade programvaran under olika förhållanden. Denna virtualisering möjliggör omfattande tester utan behov av fysiska prototyper. När programvaruintegrationen är klar måste fordon genomgå omfattande fälttester under verkliga förhållanden för att validera prestanda, tillförlitlighet och användarupplevelse. Data som samlas in under fälttester möjliggör ett sluten återkopplingssystem som hjälper till att identifiera eventuella problem eller områden för förbättring. Siemens erbjuder följande beprövade testlösningar från Capital-portföljen, utvalda för fordonsindustrin:

• Capital Embedded Integrator AR Classic är en kraftfull lösning för fullständig konfiguration av AUTOSAR middleware komponenter.
• Capital Embedded Virtualizer AR Classic, ECU simuleras så mjukvarutester kan kontrolleras med unikt, icke-påträngande spår för djup analys.
• Capital Embedded AR Classic programvara är vår implementering av AUTOSAR Classic-plattformen.
• Använd Capital Network Designer för att designa, verifiera och validera programvarukommunikation över standardprotokoll, såsom CAN, CAN FD, LIN, FlexRay och Ethernet (SOME/IP, TCP, UDP, DoIP, DDS).

Verifiering och validering är avgörande vid konstruktion av programvarudefinierade fordon för att säkerställa att den integrerade programvaran fungerar korrekt, uppfyller prestandastandarder och uppfyller säkerhetsföreskrifterna. Verifiering bekräftar att programvaran är byggd enligt specifikationer och designkrav, medan validering säkerställer att den uppfyller användarnas behov och fungerar tillförlitligt under verkliga förhållanden. Otillräcklig eller försenad verifiering och validering kan leda till programvarufel, säkerhetsrisker och efterlevnadsproblem som kan leda till återkallelser och skada varumärkets rykte.

Siemens hjälper till med verifiering och validering genom att kombinera realistiska systemmodeller i samsimuleringsscenarier för att validera tidiga antaganden om programvaruarkitektur i samband med el- och nätverksarkitekturer. Genom att möjliggöra kontinuerliga utvärderingar som kan utföras med intressenter inom flera tekniska områden kan avvägningar som vikt, kostnad och strömförbrukning balanseras innan man går vidare till domänspecifika tekniska aktiviteter. Enskilda domäner kan sedan validera funktionella gränssnitt, generera alternativ, verifiera krav, säkerställa cybersäkerhet och utvärdera hårdvaru- och programvarubeslut med simulering i en virtuell miljö.

När programvaran implementeras kan Siemens lösningar generera verifierade och validerade ECU-extrakt för att underlätta integrering av applikationsprogramvara med basprogramvaran för den konfigurerade ECU. Detta gör det möjligt för ingenjörer att testa körningen av applikationsprogramvara i realtid med en virtualiserad ECU och faktiska nätverkskommunikationsdata. Som ett resultat kan ingenjörer utveckla komplex programvara snabbare och leverera högkvalitativa produkter till sina kunder.

Ett semi-lyxigt eller lyxigt fordon på vägen idag beräknas ha över 100 miljoner rader kod som körs vid varje given tidpunkt. För att säkerställa en felfri körupplevelse i denna komplexa miljö krävs hundratals datorenheter för att fungera felfritt i realtid. Under de senaste åren har tillverkare alltmer fokuserat på att optimera programvaran som behövs för att köra denna hårdvara och utnyttja programvara tillsammans med teknik som artificiell intelligens (AI) för att differentiera sina produkter. Detta tillvägagångssätt för fordonsutveckling har betecknats som det programvarudefinierade fordonet, där programvara snabbt blir nyckeln till hur ett fordon konstrueras, produceras, servas och fungerar som kanten för att samla in konsumentintelligensdata. De viktigaste skillnaderna mellan ett mjukvarudefinierat fordon och ett traditionellt fordon är följande:

• Kontroll: I ett mjukvarudefinierat fordon hanteras kontrollen främst genom mjukvarusystem, medan i traditionella bilar är kontrollen huvudsakligen mekanisk och förlitar sig på fysiska komponenter som spakar, kablar och hydraulik.
• Anpassningsförmåga: Programvarudefinierade fordon kan enkelt anpassa sina funktioner på distans genom programuppdateringar, vilket ger användarna flexibilitet och anpassningsalternativ. Traditionella fordon saknar denna anpassningsförmåga och kräver vanligtvis fysiska modifieringar för uppdateringar.
• Integrering av ny teknik: Programvarudefinierade fordon integrerar sömlöst ny teknik som artificiell intelligens (AI), anslutning och autonoma funktioner. Traditionella bilar kanske inte har infrastrukturen eller kompatibiliteten för att integrera dessa avancerade funktioner utan betydande eftermontering.
• Livslängd och underhåll: På grund av sin mjukvarudrivna karaktär kan programvarudefinierade fordon potentiellt ha längre livslängd och kräva mindre frekvent underhåll jämfört med traditionella fordon. De möjliggör fjärrdiagnostik och uppdateringar, vilket gör det möjligt för tillverkare att hantera problem snabbt och effektivt, medan traditionella bilar kan kräva mer praktiskt underhåll och reparationer.

För fordonstillverkare erbjuder ett mjukvarudefinierat fordon följande fördelar:

• Differentiering och konkurrensfördel: Programvarudefinierade fordon gör det möjligt för biltillverkare att differentiera sina produkter på en fullsatt marknad genom att erbjuda unika funktioner och funktioner som drivs av avancerade mjukvarusystem. Denna differentiering kan hjälpa till att locka kunder och upprätthålla en konkurrensfördel i branschen.
• Utvecklingseffektivitet: Utveckling och produktion av mjukvarudefinierade fordon kan vara effektivare jämfört med traditionella bilar, eftersom programvaruuppdateringar, buggfixar och optimeringar kan implementeras på distans utan att kräva fysiska modifieringar av fordonet. Denna strömlinjeformade process kan minska utvecklingstiden och kostnaderna för tillverkarna.
• Kontinuerlig intäktsström: Programvarudefinierade fordon gör det möjligt för tillverkare att erbjuda prenumerationsbaserade tjänster och premiumfunktioner som kan generera en konstant intäktsström utöver den ursprungliga fordonsförsäljningen. Dessa löpande intäkter kan bidra till lönsamhet och långsiktig hållbarhet för fordonsföretag.
• Kontinuerlig förbättring: Programvarudefinierade fordon genererar stora mängder data om fordonets prestanda, användarbeteende och körmönster. Fordonstillverkare kan utnyttja dessa data för att få insikter i kundernas preferenser, förbättra produktutvecklingen och skapa intäkter genom dataintäktspartnerskap med tredjepartsföretag.

För förare och passagerare erbjuder ett mjukvarudefinierat fordon följande fördelar:

• Flexibilitet och personalisering: Programvarudefinierade fordon erbjuder konsumenterna oöverträffad flexibilitet att anpassa och anpassa sin körupplevelse genom programuppdateringar. De kan fjärrjustera inställningar för prestanda, komfort och säkerhetspreferenser, vilket förbättrar den totala fordonstillfredsställelsen.
• Säkerhet och bekvämlighet: Programvarudefinierade fordon är ofta utrustade med avancerade säkerhetsfunktioner som drivs av programvara, såsom kollisionsundvikande system, adaptiv farthållare och autonom körförmåga. Dessa funktioner kan avsevärt förbättra trafiksäkerheten och ge extra bekvämlighet för förarna.
• Förbättrad livslängd och återförsäljningsvärde: Möjligheten att ta emot trådlösa programuppdateringar gör att programvarudefinierade fordon kan hålla sig uppdaterade med de senaste tekniska framstegen och prestandaoptimeringar. Denna förmåga kan förlänga fordonets livslängd och öka dess återförsäljningsvärde jämfört med traditionella fordon som snabbt kan bli föråldrade.
• Diagnostik och underhåll i realtid: Programvarudefinierade fordon möjliggör realtidsdiagnostik och fjärrövervakning av fordonssystem, vilket gör det möjligt för tillverkare att proaktivt identifiera och hantera potentiella problem innan de eskalerar. Detta proaktiva tillvägagångssätt för underhåll kan minska driftstopp och reparationskostnader för konsumenterna, vilket ger sinnesfrid och en smidigare ägarupplevelse.