Pojazdy definiowane programowo

Pojazd definiowany programowo to najnowocześniejsza koncepcja motoryzacyjna, która na nowo definiuje tradycyjne pojazdy, nadając priorytet sterowaniu programowemu i możliwości adaptacji. Wykorzystuje zaawansowane systemy komputerowe do zarządzania i dostosowywania kluczowych funkcji pojazdu, takich jak układ napędowy, zawieszenie i funkcje bezpieczeństwa. Centralizując kontrolę za pomocą oprogramowania w pojeździe i poza nim, producenci zyskują bezprecedensową elastyczność w zakresie zdalnej aktualizacji, optymalizacji i personalizacji osiągów pojazdu, zwiększając komfort użytkowania i trwałość. Takie podejście pozwala na bezproblemową integrację nowych technologii, takich jak sztuczna inteligencja, łączność i zdolności autonomiczne.

Producenci samochodów koncentrują się na pojazdach definiowanych programowo (SDV) ze względu na możliwość zróżnicowania swojej oferty, poprawy wydajności operacyjnej dzięki zdalnej diagnostyce i aktualizacjom oraz zabezpieczenia swoich pojazdów na przyszłość przed szybkim postępem technologicznym. Pomyślne opracowanie SDV wymaga podjęcia z góry decyzji architektonicznych, które uwzględniają oprogramowanie i wynikające z tego implikacje dla sprzętu, a także różnych interfejsów do czujników i elementów wykonawczych. Ponadto producenci muszą uwzględnić długoterminową skalowalność, aby umożliwić zdalną konserwację i aktualizacje.

Automotive Open System Architecture AUTOSAR to ogólnoświatowe partnerstwo rozwojowe stron zainteresowanych motoryzacją. Głównym celem partnerstwa rozwojowego AUTOSAR jest zapewnienie wiodącego rozwiązania dla platform oprogramowania motoryzacyjnego poprzez standaryzację podstawowych funkcji systemu i interfejsów funkcjonalnych. Framework umożliwia efektywne tworzenie wbudowanego oprogramowania aplikacyjnego, które wspiera zadania związane z podstawowymi funkcjami motoryzacyjnymi w rozwoju systemów pojazdu. ® Capital Embedded AR Classic ™, należący do portfolio Siemens Xcelerator, jest przykładem oprogramowania do implementacji standardu AUTOSAR. Jest to kompletna oferta z narzędziami i oprogramowaniem, które spełniają wszystkie potrzeby platformy elektronicznej jednostki sterującej (ECU), od aktualizacji ekstraktu ECU po konfigurację platformy oprogramowania.

Testy integracji oprogramowania w przemyśle motoryzacyjnym koncentrują się na sprawdzeniu, czy różne komponenty oprogramowania współpracują ze sobą zgodnie z przeznaczeniem po zintegrowaniu z ogólnym systemem pojazdu. Zapewnia bezproblemową komunikację i kompatybilność między różnymi podsystemami. Najbardziej wydajne testy integracji oprogramowania obejmują narzędzia symulacyjne i środowiska wirtualne do symulacji rzeczywistych scenariuszy jazdy i testowania zachowania zintegrowanego oprogramowania w różnych warunkach. Ta wirtualizacja pozwala na kompleksowe testowanie bez konieczności tworzenia fizycznych prototypów. Po zakończeniu integracji oprogramowania pojazdy muszą przejść szeroko zakrojone testy terenowe w warunkach rzeczywistych, aby potwierdzić wydajność, niezawodność i wrażenia użytkownika. Dane zebrane podczas testów terenowych umożliwiają system informacji zwrotnej w zamkniętej pętli, który pomaga zidentyfikować wszelkie problemy lub obszary wymagające poprawy. Siemens oferuje następujące sprawdzone rozwiązania testowe z portfolio Capital, wyselekcjonowane dla przemysłu motoryzacyjnego:

• Capital Embedded Integrator AR Classic to efektywne rozwiązanie do kompleksowej konfiguracji komponentów oprogramowania pośredniczącego AUTOSAR.
• Capital Embedded Virtualizer AR Classic, ECU jest symulowany, dzięki czemu testy oprogramowania można kontrolować za pomocą unikalnego, nieinwazyjnego śledzenia do głębokiej analizy.
• Oprogramowanie Capital Embedded AR Classic to nasza implementacja platformy AUTOSAR Classic.
• Capital Network Designer służy do projektowania, weryfikowania i sprawdzania poprawności komunikacji programowej za pośrednictwem standardowych protokołów, takich jak CAN, CAN FD, LIN, FlexRay i Ethernet (SOME/IP, TCP, UDP, DoIP, DDS).

Weryfikacja i walidacja mają kluczowe znaczenie w projektowaniu pojazdów definiowanych programowo, aby zapewnić, że zintegrowane oprogramowanie działa poprawnie, spełnia standardy wydajności i jest zgodne z przepisami bezpieczeństwa. Weryfikacja potwierdza, że oprogramowanie jest zbudowane zgodnie ze specyfikacjami i wymaganiami projektowymi, podczas gdy walidacja zapewnia, że spełnia ono potrzeby użytkownika i działa niezawodnie w warunkach rzeczywistych. Niewystarczająca lub opóźniona weryfikacja i walidacja mogą prowadzić do błędów oprogramowania, zagrożeń bezpieczeństwa i problemów ze zgodnością, które mogą skutkować wycofaniem produktów z rynku i utratą reputacji marki.

Siemens pomaga w weryfikacji i walidacji, łącząc realistyczne modele systemów w scenariuszach współsymulacji w celu walidacji wczesnych założeń architektury oprogramowania w kontekście architektury elektrycznej i sieciowej. Umożliwiając ciągłą ocenę, którą można przeprowadzać z interesariuszami z wielu dziedzin inżynierii, można zrównoważyć kompromisy, takie jak waga, koszty i zużycie energii, przed przejściem do działań inżynieryjnych specyficznych dla danej dziedziny. Poszczególne domeny mogą następnie weryfikować interfejsy funkcjonalne, generować opcje, weryfikować wymagania, zapewniać cyberbezpieczeństwo i oceniać decyzje dotyczące sprzętu i oprogramowania za pomocą symulacji w środowisku wirtualnym.

W miarę wdrażania oprogramowania rozwiązania firmy Siemens mogą generować zweryfikowane i zatwierdzone wyciągi z ECU, aby ułatwić integrację oprogramowania aplikacyjnego z oprogramowaniem podstawowym skonfigurowanego ECU. Dzięki temu inżynierowie mogą testować działanie oprogramowania aplikacyjnego w czasie rzeczywistym za pomocą zwirtualizowanego ECU i rzeczywistych danych komunikacji sieciowej. W rezultacie inżynierowie mogą szybciej opracowywać złożone oprogramowanie i dostarczać swoim klientom produkty wysokiej jakości.

Szacuje się, że w przypadku półluksusowego lub luksusowego pojazdu poruszającego się po drogach w danym momencie wykonuje się ponad 100 milionów linii kodu. Zapewnienie bezbłędnych wrażeń z jazdy w tym złożonym środowisku wymaga setek jednostek obliczeniowych, które działają bezbłędnie w czasie rzeczywistym. W ostatnich latach producenci coraz bardziej koncentrują się na optymalizacji oprogramowania potrzebnego do wykonania tego sprzętu i wykorzystują oprogramowanie wraz z technologiami takimi jak sztuczna inteligencja (AI) w celu wyróżnienia swoich produktów. To podejście do rozwoju motoryzacji zostało nazwane pojazdem definiowanym programowo, w którym oprogramowanie szybko staje się kluczem do tego, w jaki sposób pojazd jest projektowany, produkowany, serwisowany i działa jako brzeg do gromadzenia danych wywiadowczych dla konsumentów. Główne różnice między pojazdem definiowanym programowo a pojazdem tradycyjnym są następujące:

• Kontrola: W pojeździe definiowanym programowo sterowanie odbywa się przede wszystkim za pomocą systemów oprogramowania, podczas gdy w tradycyjnych samochodach sterowanie odbywa się głównie mechanicznie, opierając się na elementach fizycznych, takich jak dźwignie, linki i hydraulika.
• Adaptacji: Pojazdy definiowane programowo mogą łatwo zdalnie dostosowywać swoje funkcje poprzez aktualizacje oprogramowania, oferując użytkownikom elastyczność i opcje dostosowywania. Tradycyjne pojazdy nie mają takiej zdolności adaptacyjnej i zazwyczaj wymagają fizycznych modyfikacji w celu aktualizacji.
• Integracja nowych technologii: Pojazdy definiowane programowo bezproblemowo integrują nowe technologie, takie jak sztuczna inteligencja (AI), łączność i możliwości autonomiczne. Tradycyjne samochody mogą nie mieć infrastruktury lub kompatybilności, aby włączyć te zaawansowane funkcje bez znaczącej modernizacji.
• Długowieczność i konserwacja: Ze względu na swój programowy charakter, pojazdy definiowane programowo mogą mieć potencjalnie dłuższą żywotność i wymagać rzadszej konserwacji w porównaniu z tradycyjnymi pojazdami. Pozwalają one na zdalną diagnostykę i aktualizacje, umożliwiając producentom szybkie i skuteczne rozwiązywanie problemów, podczas gdy tradycyjne samochody mogą wymagać bardziej praktycznej konserwacji i napraw.

Dla producentów samochodów pojazd definiowany programowo oferuje następujące korzyści:

• Zróżnicowanie i przewaga konkurencyjna: Pojazdy definiowane programowo pozwalają producentom samochodów wyróżnić swoje produkty na zatłoczonym rynku, oferując unikalne funkcje i możliwości oparte na zaawansowanych systemach oprogramowania. To zróżnicowanie może pomóc w przyciągnięciu klientów i utrzymaniu przewagi konkurencyjnej w branży.
• Efektywność rozwoju: Rozwój i produkcja pojazdów definiowanych programowo może być bardziej wydajna w porównaniu z tradycyjnymi samochodami, ponieważ aktualizacje oprogramowania, poprawki błędów i optymalizacje mogą być wdrażane zdalnie, bez konieczności fizycznych modyfikacji pojazdu. Ten usprawniony proces może skrócić czas i obniżyć koszty rozwoju dla producentów.
• Ciągły strumień przychodów: Pojazdy definiowane programowo umożliwiają producentom oferowanie usług opartych na subskrypcji i funkcji premium, które mogą generować stały strumień przychodów po początkowej sprzedaży pojazdu. Ten stały dochód może przyczynić się do rentowności i długoterminowego zrównoważonego rozwoju firm motoryzacyjnych.
• Ciągłe doskonalenie: Pojazdy definiowane programowo generują ogromne ilości danych o osiągach pojazdu, zachowaniu użytkowników i wzorcach jazdy. Producenci samochodów mogą wykorzystać te dane, aby uzyskać wgląd w preferencje klientów, usprawnić rozwój produktów i generować przychody dzięki partnerstwom w zakresie monetyzacji danych z firmami zewnętrznymi.

Dla kierowcy i pasażerów pojazd definiowany programowo oferuje następujące korzyści:

• Elastyczność i personalizacja: Pojazdy definiowane programowo oferują konsumentom bezprecedensową elastyczność w dostosowywaniu i personalizowaniu wrażeń z jazdy poprzez aktualizacje oprogramowania. Mogą zdalnie dostosowywać ustawienia pod kątem osiągów, komfortu i bezpieczeństwa, zwiększając ogólną satysfakcję z pojazdu.
• Bezpieczeństwo i wygoda: Pojazdy definiowane programowo są często wyposażone w zaawansowane funkcje bezpieczeństwa sterowane przez oprogramowanie, takie jak systemy unikania kolizji, adaptacyjny tempomat i funkcje autonomicznej jazdy. Funkcje te mogą znacznie poprawić bezpieczeństwo na drodze i zapewnić dodatkową wygodę kierowcom.
• Zwiększona trwałość i wartość odsprzedaży: Możliwość bezprzewodowego otrzymywania aktualizacji oprogramowania pozwala pojazdom definiowanym programowo być na bieżąco z najnowszymi osiągnięciami technologicznymi i optymalizacjami wydajności. Ta funkcja może wydłużyć żywotność pojazdu i zwiększyć jego wartość odsprzedaży w porównaniu z tradycyjnymi pojazdami, które mogą szybko stać się przestarzałe.
• Diagnostyka i konserwacja w czasie rzeczywistym: Pojazdy definiowane programowo umożliwiają diagnostykę w czasie rzeczywistym i zdalne monitorowanie systemów pojazdu, umożliwiając producentom proaktywne identyfikowanie i rozwiązywanie potencjalnych problemów, zanim dojdzie do ich eskalacji. To proaktywne podejście do konserwacji może skrócić przestoje i koszty napraw dla konsumentów, zapewniając spokój ducha i płynniejszą eksploatację.