汽车制造是近百年来工业制造的支柱产业,随着汽车电动化、智能化时代的到带来,汽车行业正面临一场巨大的变革,新的共识已经形成:当汽车逐渐从一个硬件驱动的机电设备,进化成软件驱动的电子产品,汽车行业的竞争法则将被重新书写。
未来,软件有望超过传统硬件成为整车价值的核心。
行业领导者正在调整前进方向,就投资方向而言,正在从以硬件为中心转向以软件为中心,并在此基础上推出全新的按需服务,开辟新的收入来源。这将为新一代软件驱动型解决方案奠定基础,促进汽车行业的变革与长期发展。
为此,汽车制造商正开始一场源于数字化转型的结构重组之旅,这场汽车科技变革中促使汽车制造商引入新的信息和运营技术,助力开发下一代汽车“新四化”(车联化、自动化、共享化及电动化)的战略。软件是数字化转型的基础,而软件定义汽车将是未来移动出行的门户。汽车制造商将通过软件定义汽车的方式开启新的商业模式,开创新的收入来源,并提供个性化的客户体验。随着驾驶体验与客户期望的变化,曾经的高端功能将成为标配。如果现有汽车制造商不能满足不断变化的客户需求,那些提供便利、经济、高效替代方案的造车新势力,将占据更多的市场份额。
→软件如何颠覆汽车行业?
直到现在,能够预见到该行业软件变革规模的汽车业内人士还是少数。硬件曾经是汽车创新的主要焦点,而现在吸引注意力和投资的则是软件。据Frost & Sullivan预测,到2030年,整车厂(OEM)在车联网和自动驾驶软件基础设施方面的支出将达到23亿美元左右。
但是,如果当前这一代车辆的复杂电子电气架构保持不变,软件定义汽车可能实现吗?如何培养开发相关汽车科技技术所需要的人才呢?云计算将如何帮助加速软件定义汽车的发展历程?若无适当的专业知识,解决这些问题将使开发周期耗费大量时间和资源。
除了解锁新的安全、舒适和便利功能外,软件定义汽车还比其硬件定义的前身具有多项优势。当前,OTA提供的软件升级服务有限,仅能帮助解决少量软件问题,车辆在出现诊断故障后仍然需要联系经销商现场排解。
“软件定义汽车,汽车制造商将无缝开发和部署新的软件服务,包括信息获取、提升安全性,以及改变车辆的动力系统 ,驾驶动力,电动汽车的续航里程等功能。这需要汽车制造商摒弃将车辆和云计算分开对待的孤岛思维,设想一种从边缘到云端的方法。”
这种从边缘到云端的方法将是支撑软件定义汽车发展的关键前提和驱动力。在软件定义汽车的未来,汽车制造商需要可信赖的技术合作伙伴,这些合作伙伴既有探索创新型商业模式的能力,还需要有实现创新商业模式的工具及人才。
汽车行业在努力进行转型时,也面临着重大挑战,其中包括:
• 大量的遗留技术 - 例如,现在的电子电气架构和行车电脑是独立运行的,无法扩展;缺乏与硬件整合相关的数据获取以及提供规范化和安全数据访问的能力。导致开发人员无法创建新的微服务(micro-services)。
•需要为跨领域更新服务和开发部署新功能的容器方法,以便在云端开发容器,并在车内部署。
•软件体验的灵活性,车企面临的挑战是如何将现代化的持续集成和持续部署(CI/CD)工具及框驾,与现有“V”型开发模式融合。
→如何在造车门槛飞速提升时,保持创新?
基于亚马逊云科技的软件定义汽车方案和成果
无缝开发及部署
•构建将硬件与软件解耦的简化架构,并支持车辆与云端无缝交互,大幅缩短围绕车辆的架构开发和软件开发全周期。这意味着,汽车制造商在车辆架构中花费的资源将大幅减少,并且加速上市时间。
•随着持续集成和持续部署(CI/CD)和汽车DevOps文化的结合,可以解决OTA集成和实施等挑战,通过在更加敏捷的环境中部署容器(包括软件升级、解决故障和新的应用程序)。软件在车辆中编写,测试及部署的整个开发过程将发生重大变革。
边缘机器
将数据获取、存储和部署等原来在数据中心完成的工作推倒回车辆中,在车辆中创建数据洞察,这需要尽可能多地跨供应商和一级零部件厂商进行硬件和软件解耦,所以这两项结果不能彼此孤立。无论车辆品牌/型号如何,只有跨多供应商的形式才能在未来几年从通用化汽车开发平台中获得最大收益。
→亚马逊云科技及其合作伙伴着力推动软件定义汽车
•从边缘到云端的亚马逊云科技分布式架构可以看作是整体的三管齐下的方法。首先是车辆本身,它需要一个提供车内计算的通用化平台,并与托管的物联网服务相集成。
•其次是网络边缘,亚马逊云科技通过与电信服务提供商进行集成,在网络边缘扩展计算存储。这将实现物联网服务的超低延迟计算、存储和启动。
•最后是云平台本身,它提供了很多具备灵活性、可扩展性和按需服务,如物联网等。此外,边缘服务也帮助客户在亚马逊云科技基础设施之外运行云服务/实例。
亚马逊云科技可以提供多种服务,但其遵循生态系统“优先”的方法,即携手广泛的合作伙伴和生态系统参与者,一起部署从边缘到云端的解决方案。其中一个例子是大陆汽车公司(Continental Automotive Edge, CAEdge),部署了一个虚拟工作台在亚马逊云科技上,提供一系列的工具用于密集型的软件开发及维护,以满足OEM厂商和相关合作伙伴对软件密集型车辆架构开发环境的需求,并且能够提高开发/测试效率,并安全地将OTA直接部署到车辆上。
另一方面,亚马逊云科技也通过以云原生为基础的SOAFEE(嵌入式边缘可扩展开放架构)与全行业进行合作。亚马逊云科技在以下四个关键领域,不断地推进自己及合作伙伴在软件定义汽车的解决方案。
•数据民主化与简化开发者体验:亚马逊云科技和BlackBerry QNX共同开发了智能车辆数据平台 - Blackberry IVY。该平台使汽车制造商能够与大型开发者社区分享见解,在该平台上,开发者无需专业的汽车技能即可打造由机器助力的功能和情景感知体验。此外,客户还可以利用亚马逊云科技产品组合的其他部分,提供更深入的业务和运营分析,以及深化和增强数据湖的能力。
•自动化的DevOps:从边缘到云端,自动化的DevOps发挥着重要作用。持续集成/持续部署(CI/CD)的灵活管理,以及混合关键容器编排、环境奇偶校验和应用层网络,共同支持敏捷的现代自动化DevOps环境。随着电子电气架构在下一代车辆中得到更新,这种方法将为软件定义汽车奠定直接基础。
•硬件架构和设计:具备高性能计算(HPC)的综合电子电气架构和增强型网络功能将支持硬件和软件解耦。这将有助于降低布线成本和减轻车辆重量。采用从边缘到云端的整体架构,ARM通过其部署在车内的CPU(例如NXP S32g)到部署在亚马逊云科技上的ARM实例进行环境奇偶校验,以简化开发流程。通过使用亚马逊云科技Graviton将性能提升30%,同时实现了显著的成本优化。
•硬件和软件抽象层:硬件和软件抽象在软件定义汽车中扮演着重要角色, 亚马逊云科技提供的Apache TVM和Greengrass V2.0开源服务配合一级供应商所提供的服务支持解耦。对软件抽象和编排技术背后的构想是在边缘运行容器和AL/ML实例使用Greengrass和Amazon SageMaker Neo的集成方法能够让客户以更紧凑的方式轻松实现。
亚马逊云科技通过为其一级合作伙伴提供构建其解决方案的途径,将所有这一切结合在一起,为此,他们可以使用通用和基础计算服务Greengrass。制造、物联网服务和汽车客户可以将其边缘设备与任何亚马逊云科技/第三方服务无缝连接起来。
凭借独特的创新基因,亚马逊云科技已成为客户缩短上市时间的战略中不可或缺的一部分。如已经与Greengrass相集成的ARM车内CPU NXP所示,亚马逊云科技采用的是基于生态系统的方法,NXP S32G和亚马逊云科技的结合使得客户可以部署云原生应用。
→软件定义对汽车行业意味着什么?
电子电气架构的转变和相关的车辆制造发展,要求汽车制造商、供应商和技术供应商之间建立更密切的合作关系。亚马逊云科技携手其合作伙伴,正在创建行业所需的综合平台,该平台将车辆扩展至云端,同时降低软件开发和系统集成的复杂性。这为汽车制造商提供了改善生命周期管理,和开发可为客户提供的创新功能的前景,所有这些都将与客户建立更深入、更紧密的关系。
软件定义汽车将为消费者和OEM厂商创造各种机会,其中许多机会甚至都尚未构想出来。 Frost & Sullivan认为,到2025-2026年,车辆项目将出现某种形式的软件定义用例,并将继续扩展,推进新的商业模式和数据货币化机会。亚马逊云科技旨在为未来软件定义汽车应用提供安全、可扩展和成本优化的服务。亚马逊云科技致力于打造一个跨不同领域、不同品牌和不同型号的单一平台。这将支持OEM厂商在战略平台/用例上进行投资,助力他们集中精力,突破体验式客户服务的边界。
