• 汽車(chē)軟件大時(shí)代,如何提升軟件工程創(chuàng )新力?

    汽車(chē)軟件大時(shí)代,如何提升軟件工程創(chuàng )新力?

    2023-11-21 16:39:18 冠贏(yíng)

    當前,傳統汽車(chē)產(chǎn)業(yè)正加速數字化轉型,“軟件定義汽車(chē)”不斷深化。在電動(dòng)化、智能化和網(wǎng)聯(lián)化趨勢下,汽車(chē)軟件已經(jīng)成為汽車(chē)技術(shù)革新和發(fā)展的核心驅動(dòng)力之一。根據億歐智庫發(fā)布的《2023中國智能電動(dòng)汽車(chē)車(chē)載軟件市場(chǎng)分析報告》,2022年中國汽車(chē)軟件達到264億元的市場(chǎng)規模,預計到2025年將達373億元。

    在智能化趨勢下,傳統分布式電子電氣架構開(kāi)始向域集中式架構轉變,軟件開(kāi)發(fā)人員將能夠完全獨立于底層硬件,進(jìn)行上層軟件的開(kāi)發(fā),汽車(chē)軟硬件解耦范圍進(jìn)一步擴大。在汽車(chē)軟硬件解耦大趨勢下,汽車(chē)計算平臺正從“信號導向”向“服務(wù)導向(SOA)”轉變,汽車(chē)底層軟件與上層應用開(kāi)始標準化、相互獨立、松耦合,汽車(chē)軟件開(kāi)始進(jìn)入工業(yè)化開(kāi)發(fā)階段。

    PTC公司《卓越的汽車(chē)軟件工程》白皮書(shū)指出,成功適應由軟件驅動(dòng)的市場(chǎng),是汽車(chē)整車(chē)制造商在未來(lái)幾年和幾十年建立競爭優(yōu)勢的決定性因素。汽車(chē)整車(chē)制造商要成為軟件驅動(dòng)型公司,需要從根本上改變思考和管理軟件開(kāi)發(fā)的方式,而采用集成的端到端應用程序生命周期管理(ALM)平臺是大幅提高汽車(chē)軟件工程能力和創(chuàng )新能力的關(guān)鍵。

    PTC官網(wǎng)

    傳統軟件開(kāi)發(fā)面臨挑戰

    現代汽車(chē)的幾乎所有功能都涉及到軟件——從發(fā)動(dòng)機控制到加熱和冷卻、動(dòng)力轉向、變速器、停車(chē)輔助、車(chē)鎖、照明、導航,甚至智能乘客座椅。如今一輛高端汽車(chē)上路需要1億行代碼,而波音787只需要1500萬(wàn)行代碼,Facebook只需要6200萬(wàn)行代碼。據估計,全自動(dòng)駕駛汽車(chē)需要3-5億行代碼,這意味著(zhù)我們將在短短幾年內看到更為復雜的汽車(chē)軟件系統。

    過(guò)去,一輛汽車(chē)的軟件主要由外部開(kāi)發(fā),并由ECU供應商交付給汽車(chē)整車(chē)制造商,在整個(gè)開(kāi)發(fā)過(guò)程中通過(guò)軟件和特定硬件的密切協(xié)作,確保了二者的良好配合。隨著(zhù)“軟件定義汽車(chē)”的進(jìn)一步深化,大量相同功能的ECU進(jìn)行整合,由域控制器進(jìn)行統一的管理調度,這樣就能讓開(kāi)發(fā)人員可以在完全獨立于底層硬件的情況下,進(jìn)行上層軟件的開(kāi)發(fā)。

    現在,越來(lái)越多的整車(chē)制造商開(kāi)始基于面向控制域的車(chē)輛參考架構或平臺,自行開(kāi)發(fā)大部分軟件。除了縮短開(kāi)發(fā)時(shí)間外,這還能讓汽車(chē)品牌商通過(guò)OTA方式不斷將新軟件安裝到車(chē)輛中,在更新汽車(chē)功能的同時(shí),建立新的收入來(lái)源?,F代汽車(chē)軟件的交付方式越來(lái)越趨向于智能手機,這意味著(zhù)移動(dòng)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的功能和架構級別的復雜性,急劇上升。

    新的軟件開(kāi)發(fā)模式

    為了應對挑戰,汽車(chē)軟件的開(kāi)發(fā)人員需要找到新的模式,在降低復雜性的同時(shí),提高軟件開(kāi)發(fā)的效率。麥肯錫研究和專(zhuān)家分析認為,這一新模式應該在以下幾個(gè)方面進(jìn)行協(xié)作,包括:軟件產(chǎn)品的設計與架構、管理軟件需求、數字汽車(chē)產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)(包括優(yōu)化和高效軟件開(kāi)發(fā)的方法)以及促進(jìn)創(chuàng )新的組織能力。

    首先,模塊化和軟硬件解耦與系統工程方法相結合,有助于加速成體系化系統產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)。通過(guò)硬件和軟件分離,以及采用模塊化的硬件和軟件架構,汽車(chē)制造商可以加速創(chuàng )新。有了模塊化系統架構,軟件復雜性變得更容易管理,也極大提高了汽車(chē)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)項目管理的透明度和流程可見(jiàn)性,模塊化還有助于應用標準化的操作系統。實(shí)施系統工程可以為模塊化提供有力支持,系統工程提供了一個(gè)全面的框架,以解決產(chǎn)品生命周期中的信息孤島、斷裂的工具鏈、產(chǎn)品復雜性以及并行開(kāi)發(fā)流不一致等挑戰。

    其次是掌握軟件需求管理。處理復雜的以用戶(hù)為中心的軟件需求管理,正成為汽車(chē)制造商的新競爭優(yōu)勢。在這方面,汽車(chē)制造商應向數字原生公司學(xué)習和借鑒。但與數字原生軟件不同的是,汽車(chē)軟件開(kāi)發(fā)需要端到端的可追溯性,以及符合行業(yè)監管規范。因此,建立一個(gè)能夠連接從需求定義到最終驗收的、跨生命周期所有階段的數字主線(xiàn),就至關(guān)重要。

    第三是采用新的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)方法。對于正在建立軟件創(chuàng )新能力的汽車(chē)整車(chē)制造商來(lái)說(shuō),實(shí)現模塊化產(chǎn)品設計、以用戶(hù)為中心的軟件需求管理和敏捷開(kāi)發(fā)是一環(huán)扣一環(huán)的創(chuàng )新策略。敏捷開(kāi)發(fā)可將用戶(hù)反饋持續集成到軟件開(kāi)發(fā)全過(guò)程,從而極大支撐以用戶(hù)為中心的價(jià)值創(chuàng )造。隨著(zhù)OTA更新成為市場(chǎng)主流,頻繁的汽車(chē)軟件更新和持續改進(jìn)將成為常態(tài),而敏捷迭代開(kāi)發(fā)環(huán)境就能實(shí)現這一目標。只要有合適的開(kāi)發(fā)工具,敏捷開(kāi)發(fā)與嚴格的行業(yè)管控也能并存。

    第四是為開(kāi)發(fā)團隊提供經(jīng)得起未來(lái)考驗的工具?,F代軟件開(kāi)發(fā)工具是實(shí)現以用戶(hù)為中心和軟件驅動(dòng)策略的賦能科技,也是汽車(chē)系統高效創(chuàng )新的關(guān)鍵。集成套件(如先進(jìn)的ALM應用生命周期管理平臺)可提供軟件開(kāi)發(fā)的整體視圖,讓相關(guān)人員能夠訪(fǎng)問(wèn)數據并提供涵蓋生命周期所有階段的工具,使用集成套件讓團隊能夠自動(dòng)執行支持開(kāi)發(fā)、測試和合規驗證的工作流。根據麥肯錫的研究,引入標準化工具鏈可以提升30-40%的組織生產(chǎn)力。

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    大規模敏捷軟件工程ALM工具

    使用集成的端到端應用生命周期管理(ALM)平臺是大幅提高汽車(chē)軟件工程能力的關(guān)鍵,ALM可幫助汽車(chē)整車(chē)制造商確保產(chǎn)品質(zhì)量、安全性和合規性。使用現代ALM工具,還可以全面促進(jìn)跨產(chǎn)品生命周期的無(wú)縫協(xié)作和流程改進(jìn)。2022年,PTC公司收購了下一代ALM軟件Codebeamer并集成到數字主線(xiàn)平臺中,PTC Codebeamer成為全球汽車(chē)軟件創(chuàng )新的重要ALM平臺。

    首先在系統工程方面,作為基于模型的系統工程(MBSE)解決方案主要提供商之一,PTC公司于2022年底實(shí)現了Codebeamer與PTC Windchill數字主線(xiàn)平臺之間的無(wú)縫集成?;贏(yíng)LM和PLM軟件產(chǎn)業(yè)的OSLC開(kāi)放連接標準,PTC將Codebeamer與建模工具PTC Modeler、系統和軟件工程平臺Windchill RV&S等集成起來(lái),從而在Codebeamer軟件開(kāi)發(fā)流程與Windchill PLM產(chǎn)品部件和PTC Modeler模型之間建立了緊密關(guān)聯(lián),實(shí)現了涵蓋硬件和軟件的完整系統工程支持。

    其次在需求管理方面,Codebeamer擁有強大需求管理、風(fēng)險管理、軟件開(kāi)發(fā)、測試和持續集成管理功能。在全球領(lǐng)先的商業(yè)軟件評測機構G2發(fā)布的2023冬季ALM軟件套件和需求管理軟件Grid評估報告中,Codebeamer均被評為市場(chǎng)領(lǐng)導者。Codebeamer帶有獨特配置以及產(chǎn)品線(xiàn)配置能力,而Codebeamer X則是一個(gè)集成的工程生命周期ELM平臺,專(zhuān)門(mén)面向需要監控流程和合規遵從的醫療和生命科學(xué)行業(yè)。在最新版本中,Codebeamer和Codebeamer X融合到了一個(gè)軟件平臺中,為客戶(hù)帶來(lái)更全面的現代化的需求管理解決方案。

    第三,PTC Codebeamer提供了大量敏捷功能,無(wú)論選擇哪種軟件開(kāi)發(fā)方法,例如瀑布、Scrum、精益、敏捷-瀑布混合、SAFE、LESS、DAD等,都將幫助客戶(hù)創(chuàng )造價(jià)值。PTC Codebeamer還實(shí)現了與IBM Rational DOORS、JIRA、Simulink、Jenkins、VectorCast等行業(yè)標準工具、REST和Swagger等API,以及Tasktop等集成即服務(wù)支持的原生集成,從而實(shí)現供應商、合作伙伴、業(yè)務(wù)和工程團隊之間的協(xié)作,以及在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)生命周期的所有階段的無(wú)縫可追溯性。

    在大規模敏捷軟件工程支持方面,開(kāi)箱即用的PTC Codebeamer靈活支持多個(gè)敏捷擴展框架,具有強大的系統性能,支持多達上千萬(wàn)個(gè)工作項以及千余并發(fā)用戶(hù),可以在單個(gè)文檔中管理35,000 多個(gè)需求以及無(wú)限數量的項目。而對于受監管的醫療技術(shù)、汽車(chē)、航空電子系統或制藥等行業(yè),PTC Codebeamer提供預配置的模板和廣泛的功能,以降低審計準備和合規性的成本。

    正如PTC全球資深副總裁兼大中華區總裁劉強先生所總結的那樣:“PTC Codebeamer將幫助汽車(chē)整車(chē)制造商在軟件定義汽車(chē)時(shí)代,全面提升軟件工程創(chuàng )新力,建立新的競爭優(yōu)勢?;赑TC Codebeamer和PTC數字主線(xiàn)平臺,汽車(chē)軟件開(kāi)發(fā)人員可以構建出先進(jìn)的軟件與系統功能。而汽車(chē)整車(chē)制造商可以基于PTC的工具進(jìn)行現代化改造,借此向以用戶(hù)為中心的數字移動(dòng)創(chuàng )新者轉型,進(jìn)而擴大市場(chǎng)份額,開(kāi)辟新的市場(chǎng)機會(huì )和收入來(lái)源?!?/span>

    (資料來(lái)源:PTC官網(wǎng)


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