Softwarově definovaná vozidla

Softwarově definované vozidlo je špičkový automobilový koncept, který nově definuje tradiční vozidla tím, že upřednostňuje softwarové řízení a přizpůsobivost. Využívá pokročilé výpočetní systémy ke správě a přizpůsobení klíčových funkcí vozidla, jako je hnací ústrojí, odpružení a bezpečnostní prvky. Centralizací řízení prostřednictvím softwaru ve vozidle i mimo něj získávají výrobci bezprecedentní flexibilitu při aktualizaci, optimalizaci a personalizaci výkonu vozidla na dálku, což zlepšuje uživatelský komfort a životnost. Tento přístup umožňuje bezproblémovou integraci nových technologií, jako jsou umělá inteligence, konektivita a autonomní schopnosti.

Výrobci automobilů přesouvají svou pozornost na softwarově definovaná vozidla (SDV) kvůli potenciálu odlišit svou nabídku, zlepšit provozní efektivitu prostřednictvím vzdálené diagnostiky a aktualizací a připravit svá vozidla na budoucnost na rychlý technologický pokrok. Úspěšný vývoj SDV vyžaduje předem přijatá rozhodnutí o architektuře, která berou v úvahu software a výsledné důsledky pro hardware a také různá rozhraní k senzorům a akčním členům. Kromě toho musí výrobci začlenit dlouhodobou škálovatelnost, aby umožnili vzdálenou údržbu a upgrady.

Automotive Open System Architecture AUTOSAR je celosvětové vývojové partnerství zainteresovaných stran z automobilového průmyslu. Primárním cílem vývojového partnerství AUTOSAR je poskytnout špičkové řešení pro automobilové softwarové platformy standardizací základních systémových funkcí a funkčních rozhraní. Rámec umožňuje efektivní vývoj vestavěného aplikačního softwaru, který podporuje úkoly týkající se základních automobilových funkcí při vývoji systémů vozidel. Capital ® Embedded AR Classic ™, součást portfolia Siemens Xcelerator, je příkladem softwaru pro implementaci standardu AUTOSAR. Jedná se o kompletní nabídku s nástroji a softwarem, které splňují všechny potřeby platformy elektronické řídicí jednotky (ECU), od aktualizací extraktu ECU až po konfiguraci softwarové platformy.

Testování integrace softwaru v automobilovém průmyslu se zaměřuje na ověření, zda různé softwarové komponenty spolupracují tak, jak mají, když jsou integrovány do celkového systému vozidla. Zajišťuje bezproblémovou komunikaci a kompatibilitu mezi různými subsystémy. Nejúčinnější testování integrace softwaru zahrnuje simulační nástroje a virtuální prostředí pro simulaci reálných jízdních scénářů a testování chování integrovaného softwaru za různých podmínek. Tato virtualizace umožňuje komplexní testování bez nutnosti fyzických prototypů. Jakmile je integrace softwaru dokončena, musí vozidla projít rozsáhlým testováním v terénu v reálných podmínkách, aby se ověřil výkon, spolehlivost a uživatelská zkušenost. Data shromážděná během testů v terénu umožňují systém zpětné vazby v uzavřené smyčce, který pomáhá identifikovat jakékoli problémy nebo oblasti pro zlepšení. Společnost Siemens nabízí následující osvědčená testovací řešení z portfolia Capital, která jsou určena pro automobilový průmysl:

• Capital Embedded Integrator AR Classic je výkonné řešení pro kompletní konfiguraci součástí middlewaru AUTOSAR.
• Capital Embedded Virtualizer AR Classic], ECU je simulována, takže softwarové testy jsou kontrolovatelné pomocí jedinečného, nerušivého sledování pro hloubkovou analýzu.
• Software Capital Embedded AR Classic je naší implementací platformy AUTOSAR Classic.
• Pomocí nástroje Capital Network Designer můžete navrhovat, ověřovat a ověřovat softwarovou komunikaci přes standardní protokoly, jako jsou CAN, CAN FD, LIN, FlexRay a Ethernet (SOME/IP, TCP, UDP, DoIP, DDS).

Ověřování a validace jsou u konstrukčně softwarově definovaných vozidel klíčové, aby bylo zajištěno, že integrovaný software funguje správně, splňuje výkonnostní normy a vyhovuje bezpečnostním předpisům. Ověření potvrzuje, že software je vytvořen v souladu se specifikacemi a požadavky na design, zatímco ověření zajišťuje, že splňuje potřeby uživatelů a funguje spolehlivě v reálných podmínkách. Nedostatečné nebo opožděné ověření a validace může vést k softwarovým chybám, bezpečnostním rizikům a problémům s dodržováním předpisů, což může vést ke stažení z trhu a poškození pověsti značky.

Společnost Siemens pomáhá s ověřováním a validací tím, že kombinuje realistické systémové modely ve scénářích kosimulace, aby ověřila počáteční předpoklady softwarové architektury v kontextu elektrických a síťových architektur. Umožněním průběžných hodnocení, která lze provádět se zúčastněnými stranami napříč různými inženýrskými doménami, lze vyvážit kompromisy, jako je hmotnost, náklady a spotřeba energie, než se přejde k inženýrským činnostem specifickým pro danou doménu. Jednotlivé domény pak mohou validovat funkční rozhraní, generovat možnosti, ověřovat požadavky, zajišťovat kybernetickou bezpečnost a vyhodnocovat hardwarová a softwarová rozhodnutí pomocí simulace ve virtuálním prostředí.

Při implementaci softwaru mohou řešení Siemens generovat ověřené a validované extrakty z ECU, což usnadňuje integraci aplikačního softwaru se základním softwarem pro nakonfigurovanou ECU. To umožňuje inženýrům testovat provádění aplikačního softwaru v reálném čase s virtualizovanou ECU a skutečnými daty síťové komunikace. Díky tomu mohou inženýři rychleji vyvíjet složitý software a dodávat svým zákazníkům vysoce kvalitní produkty.

Odhaduje se, že pololuxusní nebo luxusní vozidlo na silnici má v každém okamžiku více než 100 milionů řádků kódu. Zajištění bezchybného zážitku z jízdy v tomto složitém prostředí vyžaduje stovky výpočetních jednotek, aby bezchybně fungovaly v reálném čase. V posledních letech se výrobci stále více zaměřují na optimalizaci softwaru potřebného k provedení tohoto hardwaru a využívají software spolu s technologiemi, jako je umělá inteligence (AI), k odlišení svých produktů. Tento přístup k vývoji automobilů byl označen jako softwarově definované vozidlo, kde se software rychle stává klíčem k tomu, jak se vozidlo navrhuje, vyrábí, servisuje, a funguje jako okraj pro sběr informací o spotřebitelích. Hlavní rozdíly mezi softwarově definovaným vozidlem a tradičním vozidlem jsou následující:

• Řízení: V softwarově definovaném vozidle je ovládání primárně řízeno prostřednictvím softwarových systémů, zatímco v tradičních automobilech je ovládání převážně mechanické a spoléhá se na fyzické komponenty, jako jsou páky, kabely a hydraulika.
• Přizpůsobivost: Softwarově definovaná vozidla mohou snadno přizpůsobovat své funkce na dálku prostřednictvím aktualizací softwaru, což uživatelům nabízí flexibilitu a možnosti přizpůsobení. Tradiční vozidla tuto přizpůsobivost postrádají a obvykle vyžadují fyzické úpravy pro aktualizace.
• Integrace nových technologií: Softwarově definovaná vozidla hladce integrují nové technologie, jako je umělá inteligence (AI), konektivita a autonomní schopnosti. Tradiční automobily nemusí mít infrastrukturu nebo kompatibilitu pro začlenění těchto pokročilých funkcí bez významného dovybavení.
• Dlouhá životnost a údržba: Vzhledem ke své softwarově řízené povaze mohou mít softwarově definovaná vozidla potenciálně delší životnost a vyžadují méně častou údržbu ve srovnání s tradičními vozidly. Umožňují vzdálenou diagnostiku a aktualizace, což výrobcům umožňuje rychle a efektivně řešit problémy, zatímco tradiční automobily mohou vyžadovat praktičtější údržbu a opravy.

Výrobcům automobilů nabízí softwarově definované vozidlo následující výhody:

• Diferenciace a konkurenční výhoda: Softwarově definovaná vozidla umožňují výrobcům automobilů odlišit své produkty na přeplněném trhu tím, že nabízejí jedinečné funkce a schopnosti založené na pokročilých softwarových systémech. Tato diferenciace může pomoci přilákat zákazníky a udržet si konkurenční výhodu v oboru.
• Efektivita vývoje: Vývoj a výroba softwarově definovaných vozidel může být efektivnější ve srovnání s tradičními vozy, protože aktualizace softwaru, opravy chyb a optimalizace lze implementovat na dálku, aniž by bylo nutné fyzické úpravy vozidla. Tento zjednodušený proces může výrobcům zkrátit dobu vývoje a snížit náklady.
• Nepřetržitý tok příjmů: Softwarově definovaná vozidla umožňují výrobcům nabízet služby založené na předplatném a prémiové funkce, které mohou generovat stálý tok příjmů nad rámec počátečního prodeje vozidla. Tento průběžný příjem může přispět k ziskovosti a dlouhodobé udržitelnosti automobilových společností.
• Neustálé zlepšování: Softwarově definovaná vozidla generují obrovské množství dat o výkonu vozidla, chování uživatelů a jízdních vzorcích. Výrobci automobilů mohou tato data využít k získání přehledu o preferencích zákazníků, zlepšení vývoje produktů a vytváření příjmů prostřednictvím partnerství se společnostmi třetích stran v oblasti monetizace dat.

Pro řidiče a cestující nabízí softwarově definované vozidlo následující výhody:

• Flexibilita a personalizace: Softwarově definovaná vozidla nabízejí spotřebitelům bezprecedentní flexibilitu při přizpůsobování a personalizaci zážitku z jízdy prostřednictvím aktualizací softwaru. Mohou na dálku upravovat nastavení výkonu, komfortu a bezpečnostních preferencí, čímž zvyšují celkovou spokojenost s vozidlem.
• Bezpečnost a pohodlí: Softwarově definovaná vozidla jsou často vybavena pokročilými bezpečnostními funkcemi řízenými softwarem, jako jsou systémy pro předcházení kolizím, adaptivní tempomat a schopnosti autonomního řízení. Tyto funkce mohou výrazně zvýšit bezpečnost silničního provozu a poskytnout řidičům větší pohodlí.
• Vylepšená životnost a hodnota při dalším prodeji: Schopnost přijímat bezdrátové aktualizace softwaru umožňuje, aby softwarově definovaná vozidla zůstala aktuální s nejnovějšími technologickými pokroky a optimalizacemi výkonu. Tato schopnost může prodloužit životnost vozidla a zvýšit jeho hodnotu při dalším prodeji ve srovnání s tradičními vozidly, která mohou rychle zastarat.
• Diagnostika a údržba v reálném čase: Softwarově definovaná vozidla umožňují diagnostiku v reálném čase a vzdálené monitorování systémů vozidla, což výrobcům umožňuje proaktivně identifikovat a řešit potenciální problémy dříve, než se vyhrotí. Tento proaktivní přístup k údržbě může spotřebitelům snížit prostoje a náklady na opravy, poskytnout klid a hladší vlastnictví.