Itelma 17 авг 2021 в 16:45

500 миллионов строк кода: как софт съест автоиндустрию

21 мин

19K

Блог компании НПП ИТЭЛМАТестирование IT-систем*Промышленное программирование*Научно-популярноеТранспорт

Перевод

Автор оригинала: Robert N. Charette

TL;DR

У некоторых автопроизводителей есть сотни тысяч потенциальных комбинаций сборки отдельной модели автомобиля.
Ford F-150, содержат 150 миллионов строк кода.
В автомобилях Volvo 2020 года около 120 ЭБУ и 100 миллионов строк исходного кода. 10 миллионов условных операторов, 3 миллиона функций, которые вызываются в 30 миллионах мест в исходном коде.
В 2017 году 40% стоимости нового автомобиля можно отнести на полупроводниковые электронные системы, что вдвое больше, чем в 2007 году. К 2030 году эта сумма приблизится к 50%.
Сегодня в каждый новый автомобиль упакован полупроводниками на сумму около 600 долларов, состоящих почти из 3000 микросхем всех типов.
Автомобильный сетевой жгут, к которому могут быть прикреплены тысячи компонентов, может содержать более 1500 проводов общей длиной 5000 метров и весом более 68 кг.
40% бюджета на производство автомобиля с момента его разработки до начала производства можно отнести на счет системной интеграции, тестирования, проверки и валидации.
По оценкам VW, только 10% программного обеспечения в его автомобилях разрабатывается собственными силами. Остальные 90% вносят десятки поставщиков, а у некоторых OEM-производителей это число, как сообщается, достигает более 50.
Почти 60% затрат на рабочую силу при ремонте столкновения с транспортным средством с расширенными функциями безопасности связано с электроникой транспортного средства.
2019 год стал рекордным: 15 миллионов автомобилей были отозваны из-за дефектов электронных компонентов. Половина отзывов связана с дефектами программного обеспечения.
В GM 90 инженеров на постоянной основе работают над разработкой средств кибербезопасности.
25 гигабайт данных в час — трафик внутри автомобиля

Прогнозы потерь мирового производства автомобилей из-за продолжающейся нехватки полупроводников продолжают расти. В январе аналитики прогнозировали, что из-за дефицита будет произведено на 1,5 миллиона автомобилей меньше; к апрелю это число увеличилось до более чем 2,7 миллиона единиц, а к маю — до 4,1 миллиона единиц.

Дефицит полупроводников не только подчеркнул хрупкость цепочки поставок для автомобилей, но и привлек внимание автомобильной промышленности к десяткам скрытых компьютеров, встроенных сегодня в автомобили.

«Ни одна другая отрасль не претерпевает столь быстрых технологических изменений, как автомобильная промышленность, — говорит Зоран Филипи, заведующий кафедрой автомобильной инженерии Международного центра автомобильных исследований Университета Клемсона. «Это вызвано необходимостью учитывать надвигающиеся, все более строгие нормы выбросов CO2 и критериев выбросов при сохранении беспрецедентных темпов прогресса в развитии автоматизации и информационно-развлекательной системы и удовлетворении ожиданий клиентов в отношении производительности, комфорта и полезности».

В ближайшие годы произойдут еще большие изменения, поскольку все больше автопроизводителей обязуются постепенно отказываться от своих автомобилей с двигателями внутреннего сгорания (ДВС) для достижения глобальных целей по предотвращению изменения климата, заменяя их электромобилями (EV), которые в конечном итоге будут способны работать автономно.

Прошедшее десятилетие разработки автомобилей с ДВС свидетельствует о быстром прогрессе, которого они достигли, а также о том, куда они движутся.

«Когда-то программное обеспечение было только частью машины. Теперь программное обеспечение определяет стоимость автомобиля », — отмечает Манфред Брой, заслуженный профессор информатики Технического университета в Мюнхене и ведущий эксперт по программному обеспечению для автомобилей. «Успех автомобиля гораздо больше зависит от программного обеспечения, чем от механической стороны». По его словам, почти все автомобильные инновации, производимые автопроизводителями или производителями оригинального оборудования (OEM), как их называют инсайдеры отрасли, теперь привязаны к программному обеспечению.

Десять лет назад только автомобили премиум-класса содержали 100 микропроцессорных электронных блоков управления (ЭБУ), объединенных в сеть по всему кузову автомобиля, выполняющих 100 миллионов строк кода или более. Сегодня автомобили высокого класса, такие как BMW 7-й серии с передовыми технологиями, усовершенствованные системами помощи водителю (ADAS), могут содержать 150 или более ЭБУ, а пикапы, такие как Ford F-150, содержат 150 миллионов строк кода. Даже недорогие автомобили быстро приближаются к 100 ЭБУ и 100 миллионам строк кода, поскольку все больше функций, которые когда-то считались роскошными, такие как адаптивный круиз-контроль и автоматическое экстренное торможение, становятся стандартом.

Дополнительные функции безопасности, обязательные с 2010 года, такие как электронный контроль устойчивости, резервные камеры и автоматический экстренный вызов (eCall) в ЕС, а также более строгие стандарты выбросов, которыми автомобили с ДВС могут соответствовать только с использованием еще более инновационной электроники и программного обеспечения соответствуют дальнейшему стимулированию распространения ЭБУ и программного обеспечения.

По оценкам консалтинговой фирмы Deloitte Touche Tohmatsu Limited, по состоянию на 2017 год около 40% стоимости нового автомобиля можно отнести на полупроводниковые электронные системы, что вдвое больше, чем с 2007 года. По ее оценкам, к 2030 году эта сумма приблизится к 50%. Компания также прогнозирует, что сегодня в каждый новый автомобиль упакован полупроводниками на сумму около 600 долларов, состоящих почти из 3000 микросхем всех типов.

Подведение итогов по количеству ЭБУ и программных продуктов только намекает на сложную электронную оркестровку и программная хореографию, которые сегодня встречаются в автомобилях. Наблюдая за тем, как они работают вместе, начинает проявляться необычайная сложность, которая должна быть невидимой с точки зрения водителя. Новые функции безопасности, комфорта, производительности и развлечений, коммерческая необходимость предлагать покупателям множество вариантов — все это приводит к появлению множества вариантов для каждой марки и модели, а также переход от бензиновых автомобилей и водителя-человека к электрическим водителям и водителям с искусственным интеллектом с миллионом строк нового кода, которые необходимо будет написать, проверить, отладить и защитить от хакеров, превращают автомобили в суперкомпьютеры на колесах и заставляют автомобильную промышленность адаптироваться. Но возможно ли это?

Фичи и варианты обуславливают сложность

Стремление за последние два десятилетия обеспечить больше функций безопасности и развлечений превратило автомобили из обычных транспортных средств в мобильные вычислительные центры. Вместо стоек с серверами и высокоскоростных оптических межсоединений, блоки управления и жгуты проводов передают данные по всему автомобилю и за его пределами. А еще есть десятки миллионов строк кода, которые запускаются каждый раз, когда вы едете в продуктовый магазин.

Вард Антинян, эксперт по качеству программного обеспечения в Volvo Cars, который много писал о программном обеспечении и сложности систем, объясняет, что по состоянию на 2020 год «Volvo имеет расширенный набор из около 120 ЭБУ, из которых она выбирает для создания системной архитектуры, присутствующей в каждом автомобиле Volvo. В общей сложности они составляют 100 миллионов строк исходного кода ». Этот исходный код, по словам Антиняна, «содержит 10 миллионов условных операторов, а также 3 миллиона функций, которые вызываются примерно в 30 миллионах мест в исходном коде».

Количество и типы программного обеспечения, находящегося в каждом ЭБУ, сильно различаются, в зависимости, от вычислительных возможностей ЭБУ, функций, которыми управляет ЭБУ, внутренней и внешней информации и коммуникаций, которые необходимо обработать, и от того, являются ли они событием по времени, наряду с обязательными требованиями безопасности и другими нормативными требованиями. За последнее десятилетие все больше программного обеспечения ЭБУ было посвящено обеспечению качества работы, надежности, безопасности и защищенности.

«Количество программного обеспечения, разработанного для выявления ненадлежащего поведения для обеспечения качества и безопасности, увеличивается, — говорит Нико Хартманн, вице-президент ZF Software Solutions & Global Software Center в ZF Friedrichshafen AG, одного из крупнейших мировых поставщиков автомобильных компонентов. По словам Хатманна, треть программного обеспечения ЭБУ была направлена на обеспечение качества работы десять лет назад, теперь более чем наполовину или больше, направлена на безопасность критически важных систем.

Какие ЭБУ и соответствующее программное обеспечение в конечном итоге войдут в Volvo, например, в его роскошную модель внедорожника XC90, которая имеет примерно 110 ЭБУ, зависит от нескольких факторов. Volvo, как и все производители автомобилей, предлагает для продажи варианты каждой модели, ориентированные на разные сегменты рынка. Как отмечает Антинян, «человек, покупающий точно такую же модель Volvo в Швеции, может не совпадать с той, которая продается в США». Мало того, что существуют региональные нормативные требования, которым должен соответствовать каждый автомобиль, каждый отдельный владелец может выбрать один из нескольких дополнительных двигателей, приводов, систем безопасности или других функций, которые предлагает Volvo. Какая бы конфигурация стандартного, дополнительного и юридически необходимого оборудования ни была выбрана, это определит точное количество и типы ЭБУ, программного обеспечения и сопутствующей электроники, которые будут встроены в автомобиль, и все они должны работать вместе.

Эффективное управление вариантов сложности — серьезная проблема для всей автомобильной промышленности.

«Управление вариантами транспортных средств очень сложно, — говорит Антинян, — потому что она включает в себя все», — говорит Антинян. Например, существует естественная напряженность между отделом маркетинга, который хочет, чтобы различные типы автомобилей, обладающих множеством функций, предлагались различным сегментам клиентов, и отделами проектирования и разработки, которые хотели бы иметь меньше вариантов, чтобы помочь сохранить системную интеграцию, тестирование и проверку и усилия по управляемости валидации. Каждое увеличение функциональности подразумевает дополнительные датчики, исполнительные механизмы, ЭБУ и сопутствующее программное обеспечение и, следовательно, дополнительные усилия по интеграции для обеспечения их правильной работы.

По оценкам компании Deloitte, 40% или более бюджета на производство автомобиля с момента его разработки до начала производства можно отнести на счет системной интеграции, тестирования, проверки и валидации. Отслеживание всей нынешней, а также устаревшей электроники и программного обеспечения в каждой произведенной и проданной модели может оказаться непростой задачей. Неудивительно, что эффективное управление сложностью вариантов — серьезная проблема для всей автомобильной промышленности.

Также неудивительно, что подключение и питание всех ЭБУ, датчиков и других электронных устройств требует большого количества проводов и ручных усилий, чтобы пропустить их через автомобиль. Тысячи вариантов жгутов проводов поддерживают индивидуальную настройку автомобиля и использование нескольких физических сетевых шин для управления прохождением сигнала через автомобиль.

Физическая электронная архитектура транспортного средства создает больше ограничений при проектировании сети, с которыми приходится бороться. Многие ЭБУ должны находиться рядом с датчиками и исполнительными механизмами, с которыми они взаимодействуют, например ЭБУ тормозных систем или управления двигателем. В результате автомобильный сетевой жгут, к которому могут быть прикреплены тысячи компонентов, может содержать более 1500 проводов общей длиной 5000 метров и весом более 68 кг. Снижение веса и сложности ремней безопасности стало основной задачей автопроизводителей по мере роста количества электронных блоков управления, датчиков и связанных с ними электронных устройств.

Проблемы тестирования

Даже с учетом значительных усилий, времени и денег, затрачиваемых на обеспечение совместной работы всего разнообразного электронного оборудования, не все возможные комбинации сборки ЭБУ можно тщательно протестировать до начала производства. В то время как содержание безопасности транспортного средства, как правило, в основном фиксировано, сложность сборки ECU больше связана с дополнительным комфортом и удобством для потребителя или функциями производительности. В некоторых случаях, из-за особого сочетания дополнительных функций «автомобиль, впервые сойдет с конвейера, когда определенная конфигурация будет протестирована», — говорит Энди Уайделл, вице-президент ZF по планированию продуктов для систем транспортных средств.

Cистема электроники в процентах от общей стоимости автомобиля 2030 (прогноз)

У некоторых автопроизводителей есть сотни тысяч потенциальных комбинаций сборки отдельной модели автомобиля, если не больше. По их словам, чтобы вживую проверить каждую комбинацию электроники, возможную в некоторых моделях автомобилей, «потребуется миллиард испытательных установок». Однако, по словам Уайделла, несколько комбинаций сборки ECU могут быть протестированы в лаборатории с использованием «макетов» OEM-производителями во время разработки транспортного средства, без необходимости создания уникального транспортного средства для каждого случая.

Ошибки, связанные с программным обеспечением, даже в хорошо протестированных популярных моделях обычно обнаруживаются и исправляются после продажи. Иногда исправление требует исправления, что произошло с General Motors с отзывом своего бестселлера Chevy Silverado 2019 года, а также его легких грузовиков GMC Sierra и Cadillac CT6.

Как отмечает Уайделл, управление вариантами усложняется тем, что «почти все проектирование ЭБУ и программное обеспечение передаются на аутсорсинг поставщикам, при этом изготовители комплектного оборудования интегрируют ЭБУ» для создания единой системы с желаемой настраиваемой функциональностью. Уайделл говорит, что отдельные поставщики часто не имеют четкого представления о том, как OEM-производители интегрируют блоки управления вместе. Точно так же OEM-производители имеют ограниченное представление о программном обеспечении, встроенном в блоки управления двигателем, которые часто приобретаются как «черный ящик» для поддержки одной из нескольких функций, таких как информационно-развлекательная система, контроль кузова и соответствующая телематика, силовая передача или автоматизированные системы помощи водителю.

По оценкам VW, только 10% программного обеспечения в его автомобилях разрабатывается собственными силами.

Насколько мало программного обеспечения разрабатывают производители автомобилей, иллюстрируют комментарии, сделанные в 2020 году Гербертом Диссом, в прошлом генеральным директором Volkswagen Group, а теперь его председателем, когда он признал, что «вряд ли хоть строчка программного кода исходит от нас». По оценкам VW, только 10% программного обеспечения в его автомобилях разрабатывается собственными силами. Остальные 90% вносят десятки поставщиков, а у некоторых OEM-производителей это число, как сообщается, достигает более 50.

Так много поставщиков программного обеспечения, каждый со своим подходом к разработке, использующих свои собственные операционные системы и языки, очевидно, добавляет еще один уровень сложности, особенно при выполнении проверки и валидации. Это подтверждается недавним опросом разработчиков программного обеспечения в рамках автомобильной цепочки поставок, проведенного компанией Strategy Analytics и Aurora Labs, в ходе которого выяснилось, насколько сложно было узнать, когда изменение кода в одном блоке управления влияет на другой. Около 37% опрошенных указали, что это было трудно, 31% указали, что это было очень сложно, 7% указали, что это было чертовски близко к невозможному, а 16% указали, что это невозможно.

Автомобильные компании и их поставщики понимают, что они должны больше сотрудничать, чтобы сохранять более жесткий контроль над управлением конфигурацией данных, чтобы предотвратить непредвиденные последствия из-за внезапных изменений кода ECU. Но оба признают, что есть еще путь.

Повышение безопасности

Конечно, автопроизводители должны гарантировать, чтобы программное обеспечение было не только безопасно и надежно, но и не доставляющим проблем. Удаленный захват Jeep Cherokee 2014 года в 2015 году исследователями в области безопасности стал тревожным сигналом для отрасли. Теперь каждый поставщик и OEM осознают угрозу слабой кибербезопасности. Сообщается, что в GM 90 инженеров на постоянной основе работают над разработкой средств кибербезопасности.

Однако десять лет назад «программное обеспечение для транспортных средств было разработано прежде всего для обеспечения безопасности. Защита была на втором месте », — говорит Машрур Чоудхури, эксперт по кибербезопасности транспортных средств и директор Центра подключенной мультимодальной мобильности Министерства транспорта США при Университете Клемсона. Это примечательно, поскольку большая часть программного обеспечения, разработанного десять или более лет назад, когда безопасность не была приоритетом, как сейчас, все еще используется в ЭБУ.

«Потенциальные возможности для атак увеличиваются практически ежедневно».
— Машрур Чоудхури

Кроме того, за последнее десятилетие произошел взрывной рост внутренних и внешних автомобильных коммуникаций. По оценкам, в 2008 году между блоками управления в роскошном автомобиле происходил обмен примерно 2500 сигналами данных. Представитель Volvo Антинян говорит, что сегодня более 7000 внешних сигналов соединяют 120 ЭБУ в автомобилях Volvo, а количество внутренних сигналов автомобиля, которыми обмениваются, на два порядка больше. По оценкам консалтинговой компании McKinsey & Company, эта информация может легко превзойти 25 гигабайт данных в час.

По словам Чоудхури, с ростом количества мобильных приложений и облачных сервисов за последние десять лет, не говоря уже о росте сложной электроники, встраиваемой в сами автомобили, «потенциальные возможности для атак увеличиваются практически ежедневно».

Правительства тоже приняли это к сведению и возлагают на автопроизводителей ряд обязательств по обеспечению кибербезопасности. К ним относятся наличие сертифицированной системы управления кибербезопасностью (CSMS), которая требует от каждого производителя «продемонстрировать основанную на рисках структуру управления для обнаружения, анализа и защиты от соответствующих угроз, уязвимостей и кибератак».

Кроме того, OEM-производителям потребуется система управления обновлениями программного обеспечения, чтобы обеспечить безопасное управление беспроводными обновлениями программного обеспечения. Автопроизводителям также предлагается «вести базу данных операционных компонентов программного обеспечения, используемых в каждом автомобильном блоке управления, каждом собранном автомобиле, и журнал истории обновлений версий, применяемых в течение всего срока службы автомобиля». Эта спецификация программного обеспечения может помочь автопроизводителям быстро определить, какие ЭБУ и конкретные автомобили будут затронуты данной кибер-уязвимостью.

The Soft Mechanic

Большинство водителей не обращают особого внимания на все окружающие их массивы электроники — если только они не раздражают или не перестают работать. С ростом количества электронного контента за последнее десятилетие у водителей появилось множество возможностей обратить внимание на электронику своего автомобиля.

Согласно Отчету о дефектах и отзывах на автомобили за 2020 год, составленному финансовой консалтинговой фирмой Stout Risius Ross, 2019 год стал рекордным: 15 миллионов автомобилей были отозваны из-за дефектов электронных компонентов. Половина отзывов связана с программными дефектами, это самый высокий процент, зафиксированный Stout с 2009 года.

Процент отозванных автомобилей из-за дефектов электронных компонентов

Почти 30% дефектов были связаны с интеграцией программного обеспечения, когда отказ происходит из-за взаимодействия программного обеспечения с другими электронными компонентами или системами в автомобиле. Компания Mitsubishi Motors отозвала 60 000 внедорожников, потому что ошибка программного обеспечения в их блоке управления гидравлическим блоком нарушила работу нескольких систем безопасности.

Наконец, более чем в 50% дефектов имел место сбой, который не был явно вызван дефектом программного обеспечения, но в качестве средства исправления использовалось обновление программного обеспечения. Компания Ford Motor отозвала некоторые модели своих автомобилей Fusion и Escape, потому что охлаждающая жидкость могла попасть в отверстия цилиндров двигателя, что могло необратимо повредить их двигатели. Форд решил перепрограммировать программное обеспечение управления трансмиссией автомобилей, чтобы снизить вероятность попадания охлаждающей жидкости в цилиндры двигателя. Данные Стаута показывают, что за последние пять лет количество случаев использования программного обеспечения для устранения проблем с автомобильным оборудованием неуклонно увеличивалось.

2019 год стал рекордным: 15 миллионов автомобилей были отозваны из-за дефектов электронных компонентов. Половина отзывов связана с дефектами программного обеспечения.

«Объем отзыва в среднем снижается, как и средний возраст автомобилей» — говорит Нил Стейнкамп, управляющий директор Stout. «Производители используют технологии, чтобы быстрее находить дефекты», особенно те, которые связаны с электроникой. Дефекты, связанные с программным обеспечением, как правило, обнаруживаются в более новых автомобилях, в то время как дефекты ЭБУ и других электронных компонентов, как правило, проявляются только по прошествии некоторого времени с момента выпуска автомобиля.

Директор Stout Роберт Левин отмечает, что в последнее время наблюдается рост числа дефектов компонентов, связанных с автомобильной электроникой, «переходящей от удобства владельца к компонентам, критически важным для безопасности». Например, в США было много отзывов о камерах заднего вида, поскольку все автомобили, произведенные после 1 мая 2018 года, должны были обеспечивать водителям зону обзора размером 3 x 6 метров непосредственно за автомобилем. Многие OEM-производители обнаруживают, что интеграция более сложного программного обеспечения камеры с другими системами безопасности транспортных средств оказывается сложной задачей.

Работа других новых систем безопасности транспортных средств также не идет полностью гладко. Исследование Американской автомобильной ассоциации (AAA) передовых систем помощи водителю, которые могут помочь водителю с рулевым управлением или торможением / ускорением, показало, что эти системы часто отключаются без особого уведомления, мгновенно передавая управление водителю. Его тесты показали, что некоторые проблемы возникают примерно каждые 13 км в среднем, в том числе трудности с удержанием транспортного средства на своей полосе движения или слишком близко к другим транспортным средствам или ограждениям.

Затраты на ремонт растут

Многие автовладельцы осознают возрастающую сложность своих автомобилей, когда им приходится платить за ремонт. Почти 60% затрат на рабочую силу при ремонте столкновения с транспортным средством с расширенными функциями безопасности связано с электроникой транспортного средства. Даже незначительное повреждение, скажем, треснувшее лобовое стекло, которое раньше стоило от 210 до 220 долларов, выросло до 1650 долларов, если автомобиль оснащен установленной на лобовом стекле камерой для автоматического экстренного торможения, адаптивным круиз-контролем и системами предупреждения о выезде с полосы движения, показало в 2018 исследование AAA. Стоимость калибровки всех этих систем, которая обычно выполняется вручную, является основным фактором затрат.

Поскольку даже небольшие ошибки в калибровке датчиков могут резко снизить эффективность этих функций безопасности, «поставщики разработали системы автоматического выравнивания и автоматической калибровки, которые могут исключить или упростить ручной процесс», — говорит Уайделл из ZF, помогая повысить точность калибровки при сокращении объема ремонта и расходов.

Почти 60% затрат на рабочую силу при ремонте столкновения с транспортным средством с расширенными функциями безопасности связано с электроникой транспортного средства.

Уайделл также говорит, что поставщики и OEMS изучают, как разместить датчики, которые обычно устанавливаются по периметру транспортного средства, в местах, которые с меньшей вероятностью будут повреждены в результате аварии. AAA сообщает, что стоимость ремонта только ультразвуковой системы, расположенной в заднем бампере, которая позволяет помочь при парковке, составляет около 1300 долларов; если задние радарные датчики, используемые для мониторинга слепых зон и предупреждения о перекрестном движении, также будут повреждены, могут быть понесены еще 2050 долларов дополнительных затрат на ремонт задней части.

Стоимость ремонта электроники выросла до такой степени, что страховой компании стало дешевле объявить автомобиль полностью утерянным. В недавнем отчете компании по управлению претензиями Mitchell International говорится, что ее данные показывают, что средний возраст транспортных средств, объявленных полными убытками, снижается из-за затрат на ремонт автомобильной электроники. Ожидается, что эта тенденция сохранится по мере «повышения сложности транспортных средств», говорится в отчете.

EV + AI = неуправляемая сложность

Производители автомобилей попадают в своеобразную головоломку. Согласно последнему исследованию надежности транспортных средств, проведенному компанией J.D. Power, автомобили с двигателями внутреннего сгорания сегодня являются самыми надежными из всех зарегистрированных за 32 года. Они также более удобны, безопасны и меньше загрязняют окружающую среду. Однако, чтобы решить растущую обеспокоенность правительства и общественности по поводу изменения климата во всем мире, производители оказываются в положении, когда им приходится отказываться от своих замысловатых автомобилей с ДВС в пользу электромобилей, которые когда-нибудь должны быть способны автономно управлять в будущем.

Их дилемма еще более усложняется тем, что для разработки электромобилей производители должны перепрыгнуть через бездну программного обеспечения.

В современных автомобилях «программное обеспечение, использующее современные архитектуры, становится неуправляемым», — отмечает Энди Уайделл из ZF. Другие тоже разделяют это убеждение. По данным консалтинговой фирмы McKinsey & Company, сложность программного обеспечения в транспортных средствах быстро опережает возможности как разрабатывать, так и поддерживать его. Сложность программного обеспечения выросла в четыре раза за последнее десятилетие, но производительность программного обеспечения поставщиков и производителей оборудования практически не выросла за это же время. Кроме того, в нем говорится, что сложность программного обеспечения, вероятно, вырастет еще в три раза в течение следующего десятилетия. Производители и поставщики автомобилей в равной степени пытаются преодолеть «разрыв между развитием и производительностью».

«Когда-то программное обеспечение было частью машины. Теперь программное обеспечение определяет стоимость автомобиля ».
—Манфред Брой

Частично проблема заключается в поддержке постоянно увеличивающейся кодовой базы: один руководитель автомобильной компании сказал McKinsey, что при текущих темпах обслуживания программного обеспечения существующей кодовой базы будут израсходованы все ее ресурсы НИОКР по программному обеспечению, если разрыв не сократится. Фактически, Уайделл замечает, что «в некоторых случаях автомобильная промышленность больше не рассматривает общее количество строк кода как меру сложности, а рассматривает количество программного персонала, которого OEM или поставщик нанимает для удовлетворения текущих и будущих потребностей».

Устранение разрыва между разработкой и производительностью выглядит особенно обескураживающим, если, как сказал председатель Volkswagen Герберт Дис, «программное обеспечение будет составлять 90% будущих инноваций в автомобилях». Обладание необходимыми знаниями в области программного обеспечения будет главным ключом к успеху. Как выразились в McKinsey: «В то время как автомобильные организации должны преуспевать на многих уровнях, чтобы выиграть игру “программное обеспечение”, привлечение и удержание лучших талантов, вероятно, является наиболее важным аспектом». Неудивительно, почему использование правильного программного обеспечения — это «одна из тех вещей, которые не дают мне уснуть по ночам», — признает Уайделл из ZF. Это также не дает уснуть всем остальным поставщикам и OEM-менеджерам.

Производители оригинального оборудования с опозданием осознали, во многом благодаря программно-определяемой концепции автомобиля Илона Маска в форме Tesla, что их нынешние подходы к аутсорсингу необходимого программного обеспечения и электроники поставщикам, а затем их интеграции в автомобили с ДВС, не подходят для электромобилей.

Функциональность и сложность децентрализованных архитектур ECU, используемых в автомобилях с ДВС, «достигли своих пределов», — цитирует Wards Auto Тамара Сноу, руководитель отдела исследований и передовых технологий поставщика автомобилей уровня 1 Continental AG. Это особенно верно, если для полного автономного вождения требуется примерно 500 миллионов или более строк кода.

«В некоторых случаях автомобильная промышленность больше не рассматривает общее количество строк кода как меру сложности, а считает количество программного персонала, которого OEM или поставщик нанимает для удовлетворения текущих и будущих потребностей».
— Энди Уайделл

Новое программное обеспечение транспортных средств и физической архитектуры потребуется для управления банками аккумуляторов вместо двигателя внутреннего сгорания и соответствующей трансмиссии. Архитектура будет содержать всего несколько мощных, чрезвычайно быстрых компьютерных процессоров, выполняющих код, управляемый микросервисами, и внутреннюю связь через большее количество датчиков, через более легкие жгуты проводов или даже по беспроводной связи, хотя бы для начала. Внешнее общение также будет в разы больше. И эти новые архитектуры, отмечает Хартманн из ZF, необходимо будет разрабатывать с низкими затратами и с постоянно сокращающимися временными циклами команд разработчиков программного обеспечения в OEM-производителях и поставщиках, которые будут изучать новые методы разработки программного обеспечения и систем.

«Наверное, самая большая проблема — это недостаточный опыт работы с программным обеспечением в административных пакетах для понимания необходимых преобразований», — утверждает Манфред Брой. Хотя сложность аппаратного обеспечения является наиболее заметным аспектом транспортного средства, Брой замечает: «Что я считаю более значительным, так это сложность программного обеспечения (которая в решающей степени зависит от выбора оборудования) и, в частности, стоимость программного обеспечения, которая совершенно непонятна для OEM-производители и более критична из-за его долгосрочной эволюции». По его словам, офисы руководителей автомобильной отрасли заполнены «людьми вчерашнего дня, но они по-прежнему несут ответственность».

Зоран Филипи из Клемсона объясняет: «Более ста лет OEM-производители сосредоточились на совершенствовании двигателей внутреннего сгорания, передавая оставшиеся автомобили на аутсорсинг поставщикам, а затем интегрируя все компоненты вместе. Тот же подход был применен, когда электроника и программное обеспечение начали использоваться в транспортных средствах — они были просто еще одним «черным ящиком», который нужно интегрировать в транспортное средство ». Теперь, по его словам, «OEM-производителям и их поставщикам необходимо перевести свои организации с подхода, ориентированного на оборудование, на концепцию, ориентированную на программное обеспечение (software-first mentality), при этом продолжая поддерживать и улучшать автомобили с ДВС, используя существующие подходы, по крайней мере, еще на десять лет».

Питер Мертенс, бывший глава отдела исследований и разработок Audi AG и член правления, заявил в недавнем интервью CleanTechnica: «Немецкая автомобильная промышленность предоставляет свои самые важные новые продукты, которые определят, выживут ли они как компании в их существующей структуре, под ответственностью менеджеров, у которых меньше всего опыта и знаний о самой важной части — программном обеспечении ».

Далее Мертенс говорит, что необходим способ отсеять руководителей, не подходящих для их должности. «Завтра проведите оценку работы всех топ-менеджеров VW, Audi, Porsche, BMW и Daimler и попросите их написать небольшую игру или простой, но работающий вирус», — говорит он. «Если они не могут этого сделать, немедленно уволите их, потому что они не подходят для этой работы». Сколько еще останется, спрашивает Мертенс? Кровь, оставшаяся на полу, будет ключом к разгадке.

Вакансии

НПП ИТЭЛМА всегда рада молодым специалистам, выпускникам автомобильных, технических вузов, а также физико-математических факультетов любых других высших учебных заведений.

У вас будет возможность разрабатывать софт разного уровня, тестировать, запускать в производство и видеть в действии готовые автомобильные изделия, к созданию которых вы приложили руку.

В компании организован специальный испытательный центр, дающий возможность проводить исследования в области управления ДВС, в том числе и в составе автомобиля. Испытательная лаборатория включает моторные боксы, барабанные стенды, температурную и климатическую установки, вибрационный стенд, камеру соляного тумана, рентгеновскую установку и другое специализированное оборудование.

Если вам интересно попробовать свои силы в решении тех задач, которые у нас есть, пишите в личку.

О компании ИТЭЛМА

Мы большая компания-разработчик automotive компонентов. В компании трудится около 2500 сотрудников, в том числе 650 инженеров.

Мы, пожалуй, самый сильный в России центр компетенций по разработке автомобильной электроники. Сейчас активно растем и открыли много вакансий (порядка 30, в том числе в регионах), таких как инженер-программист, инженер-конструктор, ведущий инженер-разработчик (DSP-программист) и др.

У нас много интересных задач от автопроизводителей и концернов, двигающих индустрию. Если хотите расти, как специалист, и учиться у лучших, будем рады видеть вас в нашей команде. Также мы готовы делиться экспертизой, самым важным что происходит в automotive. Задавайте нам любые вопросы, ответим, пообсуждаем.

Список полезных публикаций на Хабре

Теги:

Хабы: