12月16日,在廣州南沙越秀喜來登酒店舉行的世界智慧汽車大會主論壇上,大陸集團中國區副總裁、創新與技術中國區負責人Karl Fuchs(卡爾·福克斯)透過影片帶來題為“汽車工業的變革與創新”的主題分享。
福克斯表示,從行業的發展來看,汽車的趨勢就是電動化、智慧化和網聯化,這也是我們在中國所看到的非常明顯的趨勢。而要真正實現轉型變革,需要實現軟體開發、架構和控制器與伺服器上的轉型。
大陸集團在長沙設有多個智慧道路解決方案專案,其汽車戰略則涵蓋了安全運動、自主移動、使用者體驗、智慧移動、架構和網路以及軟體和系統卓越性等六大方面。
以下為發言稿,未經本人審閱。
Karl Fuchs:
歡迎大家參加會議,聆聽我關於汽車行業的創新與辭趨勢的演講。
首先,我們回顧一下歷史,看汽車發展的起源。1886年,卡爾·賓士發明了汽車,而那時候汽車沒有任何電子器件和軟體。在之後的50多年裡,人們開始強烈地關注機械工程和機械設計。到了上世紀70年代左右,我們看到了首個發動機控制單元也就是ECU,之後又越來越多的ECU問世,比如說安全氣囊控制單元。
到了1996年,汽車發明以後的100多年之後,通用汽車啟動了車載網聯,一開始是2G連線,然後是3G、4G,現在是5G連線,相信在未來我們會看到6G的連線。2016年開始,人們特別關注自動駕駛,這也將是未來發展的一個重點領域。
所以說在1982年,我們就已經開始做一些小規模的軟體工程了,一個比較好的例子就是大眾golf r上的400行的彙編程式碼,而現在軟體工程規模大了很多,比如說大眾汽車的ID.4的主體HPC上所搭載的程式碼行數已經高達2000萬。
因此我們非常清楚地看到汽車行業的正規化轉變:首先從化石能源轉變到新能源,這裡我們看到的是電動汽車的廣泛使用。二是從機械到電子的轉變,更多采用系統級晶片或者片上系統,最後是軟體,軟體將成為汽車行業的關鍵推動因素。
簡單總結一下前面所講的內容,我們可以看到汽車的趨勢就是電動化、智慧化和網聯化,這也是我們在中國所看到的非常明顯的趨勢。
下面我們來看看如何真正實現轉型變革。我們不妨從智慧互聯汽車和軟體定義汽車開始。一般來說,自動駕駛的出現推動了車輛集中式架構的演變。
智慧互聯車輛的典型的軟體構件,我們要區分兩種核心:一是應用核,二是實施核。
應用核主要是承載那些經常要更新,而且在計算和時間方面都比較密集的應用和演算法。
而另一方面,我們非常嚴格地實施安全功能,會被部署到實施核上。
這裡我就會用一個管理程式叫Hypervisor對於應用進行分離和隔離。
自適應和經典的AutoSAR可以提供上層所需要的作業服務,而在上層我們也會看到各種型別的應用和演算法可以透過OTA空中鏈路進行直接更新,這樣一個較短的軟體開發週期將與較長的硬體開發週期脫離開來。
我們也非常強烈地建議從傳統的自上而下式的軟體開發流程向更加敏捷的軟體開發流程進行轉型,這也是我們在這幅圖的最下面所描述的。
再來看看下一輪的變革,實際上就是面向服務的架構。
這是一個集中式的車輛架構的例子,我們也會注意到,車身是和車輛的底盤分離的。在上面,我們看到的是車身,這部分是由軟體和服務驅動的,而下面這部分是車輛的底盤,是由硬體和產品驅動的。
經常需要更新而且非常耗時的應用程式放在頂部,而且會部署在駕駛艙的伺服器、座艙伺服器或者另外一個伺服器上,而這種非常嚴苛的實時和安全功能會被部署到AC伺服器上。
它是處在邊界範圍內的,而且它也部署到了區域控制單元、智慧感測器和執行器上,所以我們把區域控制單元作為一個閘道器,從而能夠實現從原來的訊號世界到面向服務的世界的轉換,反之亦然。
第三種轉變是高效能的控制器或者高效能的伺服器。
電子架構經歷了從模組化到車輛集中化的演變,模組化意味著我們有特定功能的電子控制單元,比如說這張圖裡就明確我們有很多這樣的單元,這裡有一個重要的閘道器可以確保不同的電子控制單元能夠進行通訊。
車輛的集中化意味著我們有不同的計算外殼,在中心位置,我們有高效能的控制器。而第二個外層承載著區域控制器,第三層外殼是智慧感測器和智慧執行器。中心的HPC與邊緣的計算單元和云云服務進行溝通和協作。
可以拿中間的這一部分做一個例子,在邁向車輛集中化的發展道路上,我們可以看看大眾的ID.4。車內應用伺服器架構是由車身HPC以及座艙HPC以及其他的HPC組成的,大陸集團與多個合作伙伴一起開發了車身HPC,其中有包括2000萬行的程式碼。
下面我們來談一談另一個轉變,就是我們所講的ICV的複雜性。智慧網聯汽車ICV是非常複雜的,我們講兩個例子來展示它的複雜性:
第一,感測器的資料量巨大。一是感測器的型別。二是感測器的數量。三是產生的資料量。總的來說,如果大家用算術的方式來算一下,它每秒最低的傳輸速率是3G,最高可以高達4G。
第二,軟體的複雜性與生產率或效率的關係。顯而易見的是,如果你在視覺化建模這裡止步不前,你的效率、生產力和軟體的複雜性之間會出現一個巨大的鴻溝,就像你沒辦法使用掃地機器人掃地,只能用手拿著掃把去掃。到底我們應該如何管理最高的軟體複雜性?其實有兩件事我們需要做:一是抽象,二是轉換。
給各位舉一個例子:自適應巡航控制功能。首先,我們要看一看這個自適應巡航控制功能的需求層面。而到了下一步,我們要從非正式的需求轉變為正式的服務,自適應巡航控制功能被分解成不同的子服務,每一個子服務都有一個輸入和輸出的行為,這是我們講的使用層面。
第三步就是要把服務結構化並且分成不同的邏輯元件,不同的邏輯元件透過邏輯通路進行通訊,這就是我們講的邏輯架構,邏輯架構是對系統行為的建模。
說到邏輯架構,它的優勢在哪裡?很明顯,你可以模擬並執行系統的行為。如果這個行為是正確的,就可以進入下一步。也就是說,我們進入到技術架構的層面,連貫的邏輯元件會被作為一個叢集部署到硬體元件上。當然,作為最後一步,因為我們用的是微控制器,需要一個非常堅實的軟體架構,這就是我們看到的軟體站/軟體元件的分層,可以把不同的軟體元件介面最小化。
最後一個轉變是協助式自主駕駛。在基礎設施側的ISAD A到D級,以及在車輛端的自動駕駛3級到4級,都涵蓋了我們所講的協助式自主駕駛,這背後的理念是什麼?
ISAD即在路測的級別越高,越容易幫助自動駕駛車輛處理複雜的場景。我們也知道,在中國就會有這種型別的交通出行場景。比如說我們的行程開始和結束的過程中車輛面臨不同的複雜情況。而現在我們在基礎設施、在路測時就會支援ISAD的D、C、B、A不同的級別,從而幫助自動駕駛汽車進行感知和運動規劃。
下面,我們換個角度簡單地談一談大陸集團在長沙市所產生的智慧道路解決方案專案。
我主要想與大家談三個專案:
一是智慧公路。我們有一條33公里長的智慧公路,是用我們的ISU路測系統覆蓋的。路測系統包括感測器、攝像頭、雷達包含在一起的元件,還有一個邊緣計算單元在感測器融合中處理資料,還有一個路測單元與車輛車載單元進行通訊,每200-400m就會使用一個路測系統。
二是安全路口。我們用路測系統一共覆蓋了5個交叉路口,因為我們知道在一個十字路口可能有4個方向,每一個方向都要有一組感測器、攝像頭和雷達,要有邊緣計算單元,路測單元也要與公共汽車進行通訊。
三是交通最佳化。我們複雜了65個路口,同時我們也使用雷達和攝像頭,並將所捕獲到的資料傳送到雲端,在雲端進行一些演算法,從而大大減少車輛停止不動的時間。
最後,我想給大家介紹一下大陸集團汽車業務的發展戰略和組織架構。
大陸集團的汽車戰略主要包括六大領域,分別是安全運動、自主移動、使用者體驗、智慧移動、架構和網路以及軟體和系統卓越性,
從明年1月開始,整個汽車業務部門將遵循該戰略發展,也就是說我們有5個業務領域涵蓋了前面5個戰略驅動的區塊,我們的工程和技術部門主要負責軟體和技術的卓越性。
我就講到這裡,感謝各位的聆聽,也感謝主辦方給我機會能夠第二次參加世界智慧汽車大會並在大會上發言。謝謝!