軟體在汽車中扮演越來越重要的角色,在很大程度上決定了消費者的使用體驗。估計一輛車約有50%的價值會來自其軟體功能和由此產生的豐富使用者體驗,智慧軟體正在推動使用者與之互動的儀器和資訊娛樂系統的發展,而諸如自動駕駛等正在加速發展的創新技術,正在引領汽車產業經歷前所未有的變革。

因此,現在車廠以及一大波供應各種支援零組件的業者之間形成了一種新的緊張關係,特別是在來自汽車產業以外新解決方案和商業模式出現的此際。由於獲利率逐漸下降,而新的成長機會需要新的投資,車廠也將在未來幾年面臨嚴峻的挑戰。

事實上,顧問公司Boston Consulting Group (BCG)最近發佈的一項研究報告估計,全球新車年銷量將會持續成長到2020年代中期,然後停滯到2035年,原因是自動駕駛、隨選(on-demand)用車模式的出現。此外,利潤將來自資料和連網功能;這既是挑戰也是機會。

有鑑於此,車廠越來越迫切地想「擁有軟體」,這不僅意味著需要擁有實現各種功能之程式碼的權利(即智慧財產權,IP),或是需要建立一個龐大的軟體團隊、甚至收購一家軟體新創公司,來開發新一代的創新方案;這代表著在軟體和車輛的整個生命週期中,包括現在與未來,隨著軟體的進展控制其供應和功能。

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各種車用軟體
(圖片來源:Wind River)

如此將開啟許多新商機,以降低成本、改善使用者體驗,還有在加速變化的環境中維持競爭力;也就是說:

  • 能更快、更創新地打造軟體導向服務,以提供卓越的使用者體驗;
  • 提供更靈活、更安全的軟體更新方式,不會為消費者帶來不便或服務中斷;
  • 打破軟硬體的依賴關係,讓軟體和硬體可以單獨推出和更新;
  • 推出不需要添加更多硬體的新技術/軟體,從而最大限度地降低額外成本、重量、功耗和複雜性;
  • 尋找新方法來提高可擴展性、降低成本並縮短產品發佈的時間間隔。

從更宏觀的角度來看,軟體生命週期管理意味著在每個步驟以及消費者體驗中管理軟體。

這要從整個想法形成時就著手──也就是車廠開始構想他們想要添加到車輛的新功能和新體驗的那一刻──包括為創新方案建立模型、將它們轉化為原型、建立初期生產環境、重複使用和更新軟體元件(element),以跟上不斷變化的需求或新功能,以及在整個生命週期中監控和維護車輛及其軟體。

這代表著軟體的實現方式要能讓車廠完全控制輸入和輸出;實現此目標的方法是關注四個核心能力:抽象(abstract)、整合(consolidate)、重複使用(reuse)和更新(update),簡稱「ACRU」。

抽象:從硬體中抽象出軟體,可以打破兩者之間的依賴關係,並有助於維護供應鏈的完整性。因為軟體不再直接依賴於硬體,車廠可以建立一個環境,讓多家供應商競標一項硬體業務。靈活的軟體架構設計可讓車廠隨著技術的發展而擴展和演進;具有一個指導性軟體框架用以打造多種車型,可以更快地將其導入開發環境。如果車廠可以將這種抽象的方法導入到業務開發方面,他們將能夠重新建立整個軟體堆疊(software stack),模擬其硬體、應用案例及輸入和輸出,從而大幅減少開發時間和成本。

整合:隨著創新方案誕生,車廠在車輛內部增加了更多的電子控制單元(ECU)。然而,由於使用了額外的材料,更多的ECU帶來了更多的功耗和額外的重量。整合運算工作負載可以減少額外的空間、重量和功耗。此外,透過適當的決策機制和時空劃分(time-and-space partitioning),硬體可以獨立於中介軟體和應用層進行更新,它們都可以根據不同的時間和生命週期運作。這可以加速開發週期和部署,同時降低車輛系統中實際硬體的成本和複雜性。此外,由於一個運算域(compute domain)中的漏洞不會對相鄰域產生影響,使用分區機制也可以解決安全問題。

重複使用:汽車產業經常在不同車型重複使用實體與結構性框架,車廠可將這種思維應用於軟體和硬體架構的重複使用,從而降低部署成本並加快產品上市時程。在傳統的汽車系統中,若汽車製造商必須為每一種新車型開發新版本軟體,都會需要再支出一筆投資;舉例來說,如果車廠打造一個重複使用率達50%的軟體框架,就可以實現規模經濟,大幅節省營運支出和多個產品線的物料清單(BOM)成本。?

更新:軟體和消費者體驗會不斷演進,每天都會出現新的功能與威脅;有鑑於此,快速對軟體威脅做出回應非常重要。透過空中下載(over-the-air,OTA)進行更新只是軟體生命週期管理的一個元素,在車輛的整個生命週期內,軟體生命週期管理不僅可為車廠提供持續性維護和更新車輛系統的機會,而且還會帶來新的價值和額外的營收。透過完整的軟體生命週期管理,即從創意階段到軟體壽命終結,車廠都可以享受到更高的效率,也能對車輛性能和運作模式有更透徹的了解,並且能夠形成新的營收來源及營造更豐富的使用者體驗,從而創造更大的長期價值。

ACRU模型讓我們認識到,消費者對於透過軟體獲得更好、更安全的使用者體驗之需求,將繼續以更快的速度發展,並由此產生能更明智因應持續發展之需求的適當軟體策略。

為了保持競爭力並因應這些日益嚴峻的挑戰,車廠在連網車輛的時代應該以更廣泛的視角來看待軟體管理。這種全局思考方式不僅能節省道路測試和開發時間,還能使開發進度保持全速前進,從而使車廠能夠降低整體成本結構。

此外,該模型可以使開發週期持續演化,透過採用具前瞻性的軟體策略,汽車製造商可以用熟練的業務模式跟上創新步伐、創造新價值,最終實現真正的差異化。

本文同步刊登於EE Times姊妹刊,EDN電子技術設計2018年11月平面雜誌;責編:Judith Cheng

(參考原文: Got the Right Software Strategy for Connected Cars? ,by Marques McCammon)