ความคืบหน้าการพัฒนาซอฟต์แวร์ยานยนต์

ยานยนต์อิเล็กทรอนิกส์ได้กลายเป็นระบบที่กำหนดโดยซอฟต์แวร์มากขึ้นเรื่อยๆ

ถ้าคุณนึกย้อนไปถึง 50 ปีที่ผ่านมา ของผลิตภัณฑ์ทั้งหมดที่ผลิตในปริมาณมาก รถยนต์มีความซับซ้อนมากที่สุด เพราะมันประกอบด้วยระบบเครื่องกล ระบบเครื่องกลไฟฟ้า และระบบอิเล็กทรอนิกส์ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา ระบบอิเล็กทรอนิกส์ในยานยนต์มีความก้าวหน้ามากขึ้นเรื่อยๆ และได้เริ่มเปลี่ยนระบบเครื่องกลและระบบเครื่องกลไฟฟ้า และยังคงอยู่ในการพัฒนาอย่างต่อเนื่อง

ซึ่งหมายความว่าไม่ช้าก็เร็วอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ยานยนต์จะกลายเป็นอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ผลิตขึ้นเป็นจำนวนมากซึ่งมีความซับซ้อนมากที่สุด ความแตกต่างที่อาจได้รับแล้วแม้ว่าส่วนประกอบของเครื่องบินอาจซับซ้อนกว่า และซูเปอร์คอมพิวเตอร์อาจมีอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ซับซ้อนกว่า แต่ก็ไม่ได้ผลิตมาเกือบสิบล้านชิ้นต่อปี

ในรถยนต์แทบทุกคัน ปริมาณของเนื้อหาซอฟต์แวร์ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์นั้นเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว เพียงเพียงเล็กน้อยบทความจำนวนมากอ้างว่ารถยนต์ขั้นสูงมีรหัสซอฟต์แวร์มากกว่า 100 ล้านบรรทัดฉันยังไม่เห็นชัดเจนว่าโค้ด 100 ล้านบรรทัดเหล่านั้นมีอะไรบ้าง แต่ถ้าใครมีข้อมูลแบบนั้น มันจะมีประโยชน์มากไม่ต้องสงสัยเลยว่าเนื้อหาอิเล็กทรอนิกส์และซอฟต์แวร์ยานยนต์จะพัฒนาอย่างรวดเร็วเนื่องจากระบบช่วยเหลือผู้ขับขี่ขั้นสูง (ADAS) การเชื่อมต่อ ความปลอดภัยเครือข่าย การขับขี่อัตโนมัติ และคุณสมบัติอื่นๆ ยังคงเติบโตอย่างต่อเนื่อง

ไม่ค่อยมีใครพูดถึงกลยุทธ์ การแบ่งส่วน เทคโนโลยีหลัก และประเด็นสำคัญอื่นๆ ของซอฟต์แวร์ยานยนต์ฮาร์ดแวร์และซอฟต์แวร์มีความแตกต่างกันมาก ซึ่งอาจส่งผลต่อความสำเร็จของรถยนต์ทั้งคัน

ในช่วงสองทศวรรษที่ผ่านมา ซอฟต์แวร์ยานยนต์ได้พัฒนาไปไกลแล้วในทศวรรษ 1990 รถยนต์ส่วนใหญ่เป็นซอฟต์แวร์ฝังตัว ใช้เพื่อควบคุมอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับขับขี่และระบบความบันเทิงทั่วไปแม้จะเพิ่มความซับซ้อนของซอฟต์แวร์ แต่ระบบฝังตัวยังไม่ค่อยมีโค้ดถึงล้านบรรทัดAutomotive Oems และซัพพลายเออร์ระดับ 1 ของพวกเขาพัฒนาระบบฝังตัวของตนเอง

ที่เปลี่ยนไปในช่วงปลายทศวรรษ 1990เนื่องจากความสามารถของระบบสาระบันเทิงและระบบนำทางแบบฝังตัวยังคงเติบโต ซอฟต์แวร์ที่ซับซ้อนจึงต้องได้รับการจัดการโดยระบบปฏิบัติการ (OS)ระบบปฏิบัติการนำเทคโนโลยีชั้นสูงมาสู่ซอฟต์แวร์ยานยนต์ รวมถึง QNX, Green Hills, Wind River, Microsoft และอื่นๆในทศวรรษที่ผ่านมา ซอฟต์แวร์โอเพ่นซอร์ส เช่น Linux ก็มีความสำคัญมากขึ้นเช่นกันในซอฟต์แวร์ยานยนต์

แนวคิด "สร้าง - ทำ - ตลาด - ใช้"

รูปที่ 2 แสดงความแตกต่างระหว่างฮาร์ดแวร์ยานยนต์และซอฟต์แวร์ โดยมีสี่ขั้นตอนสำหรับผลิตภัณฑ์หรืออุตสาหกรรมทุกประเภท"การจัดตั้ง" คือขั้นตอนการพัฒนาและออกแบบผลิตภัณฑ์"การผลิต" หมายถึงขั้นตอนการผลิตของผลิตภัณฑ์ ซึ่งรวมถึงต้นทุนส่วนประกอบ ต้นทุนการผลิต และห่วงโซ่อุปทานทั้งหมดขั้นตอนที่สามคือ "การตลาด" ของผลิตภัณฑ์ รวมทั้งการโฆษณา การขาย และช่องทางการจัดจำหน่ายโดยพื้นฐานแล้วหมายถึงกิจกรรมและค่าใช้จ่ายในการจัดหาผลิตภัณฑ์ให้กับลูกค้าขั้นตอนที่สี่คือ "การใช้งาน" ของลูกค้าซึ่งค่อนข้างยาวสำหรับอุตสาหกรรมยานยนต์

แนวคิดเรื่องบิลด์-การผลิต-การตลาดที่ฉันได้เรียนรู้เมื่อตอนที่ฉันอยู่ที่ Texas Instruments (TI) เพราะมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในยุค 70 และยุค 80ระหว่างที่ฉันอยู่ที่ IHS Markit ฉันได้เพิ่มเฟส "ใช้" อีกครั้งในรายงานและการสาธิตหลายๆ ฉบับ ฉันได้ใช้ความเข้าใจอย่างลึกซึ้งเกี่ยวกับสี่ขั้นตอนเหล่านี้เพื่อวิเคราะห์กลุ่มยานยนต์ต่างๆ รวมถึงซอฟต์แวร์ ยานยนต์ที่ใช้แบตเตอรี่ (BEV) การพิมพ์ 3 มิติ และอื่นๆ

ฮาร์ดแวร์เฟส

ด้านบนของรูปที่ 2 แสดงคุณสมบัติหลักของฮาร์ดแวร์รถยนต์ในสี่ขั้นตอนที่แตกต่างกันขั้นตอน "การสร้าง" ฮาร์ดแวร์กำหนดหน้าที่ของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ซึ่งมีบทบาทที่โดดเด่นมากขึ้นอุตสาหกรรมชิปเป็นผู้จัดหาส่วนประกอบฮาร์ดแวร์ที่สำคัญที่สุด และจะดำเนินต่อไปในจำนวนมากระบบนิเวศของฮาร์ดแวร์มีความสำคัญมากขึ้นเรื่อยๆ เนื่องจากมีระบบการพัฒนาและเครื่องมือออกแบบฮาร์ดแวร์ทั้งหมดระบบนิเวศที่เกี่ยวข้องกับแพลตฟอร์มโปรเซสเซอร์ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ยานยนต์ก็มีความสำคัญมากขึ้นเช่นกันขั้นตอน "การสร้าง" ของฮาร์ดแวร์ยานยนต์มีค่าใช้จ่ายหลายล้านหรือหลายสิบล้านดอลลาร์ แต่ด้วยการผลิตหลายแสนหน่วย ต้นทุนต่อคันจึงค่อนข้างต่ำ

ขั้นตอน "การผลิต" มีราคาแพงที่สุด เนื่องจากต้นทุนของส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์ฮาร์ดแวร์ทั้งหมด หรือ BOM และต้นทุนในการจัดการซัพพลายเชนฮาร์ดแวร์ อุปกรณ์การผลิต และบุคลากรโดยรวมแล้ว ฮาร์ดแวร์ส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์คิดเป็นเพียงส่วนเล็กๆ ของต้นทุนรวมของรถยนต์ และแม้ว่าต้นทุนของส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์แต่ละรายการจะลดลง ต้นทุนของ "การผลิต" ก็ยังคงเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องระบบฮาร์ดแวร์อิเล็กทรอนิกส์ทั้งหมดในรถยนต์มักจะมีราคาระหว่าง 3,000 ถึง 8,000 ดอลลาร์ โดยรุ่นหรูหรามีราคาสูงกว่านั้นอีก

ขั้นตอน "การตลาด" ของฮาร์ดแวร์จะแตกต่างกันไปตามส่วนประกอบและประเภทของระบบในกรณีส่วนใหญ่ ขั้นตอน "การตลาด" ของฮาร์ดแวร์จะกลายเป็นส่วนหนึ่งของระบบอิเล็กทรอนิกส์ยานยนต์ผ่านซัพพลายเออร์ระดับ 1

ฟังก์ชันฮาร์ดแวร์มีอิทธิพลต่อยอดขายรถยนต์มากขึ้นเรื่อยๆฟังก์ชันทั้งหมดที่ต้องรับรู้ด้วยฟังก์ชันฮาร์ดแวร์จะมีผลทางอ้อมต่อยอดขายคุณสมบัติใหม่ที่จะใช้กันอย่างแพร่หลายในอนาคต ได้แก่ ADAS, ฮาร์ดแวร์ความปลอดภัยเครือข่าย, ฮาร์ดแวร์ที่อัพเกรดได้ และคุณสมบัติที่ขับเคลื่อนด้วยตัวเอง

ระยะ "ใช้" ของรถยนต์มักใช้เวลา 10 ถึง 15 ปี หรืออาจนานกว่านั้นด้วยซ้ำอายุการใช้งานที่ยาวนานเช่นนี้ต้องการความน่าเชื่อถือของฮาร์ดแวร์ที่ยอดเยี่ยม เพื่อลดการรับประกัน OEM และซัพพลายเออร์และค่าใช้จ่ายในการเรียกคืนอยู่ในช่วง "ใช้" ที่ซัพพลายเออร์ในตลาดชิ้นส่วนมีโอกาสมากที่สุด โดยเฉพาะอย่างยิ่งหลังจากที่รถผ่านการรับประกันจำนวนอุบัติเหตุทางรถยนต์นำมาซึ่งโอกาสทางธุรกิจ เนื่องจากรถยนต์จำเป็นต้องเปลี่ยนระบบฮาร์ดแวร์อิเล็กทรอนิกส์

ซอฟต์แวร์เฟส

ขั้นตอน "การสร้าง" เป็นส่วนที่ยากที่สุดของซอฟต์แวร์ และมักจะมีค่าใช้จ่ายสูงที่สุดในธุรกิจซอฟต์แวร์โครงการซอฟต์แวร์ขนาดใหญ่มีวงจรการพัฒนาที่ยาวนาน ซึ่งรวมถึงกระบวนการทดสอบที่ยากและความจำเป็นในการแก้ไขจุดบกพร่องอย่างถูกที่สุดแพลตฟอร์มซอฟต์แวร์ขนาดใหญ่ทั้งหมดมีจุดบกพร่อง และพบจุดบกพร่องใหม่ๆ ตลอดวงจรชีวิตของซอฟต์แวร์ด้วยความกังวลเกี่ยวกับความปลอดภัยเครือข่ายที่เพิ่มขึ้น ข้อบกพร่องของซอฟต์แวร์ประเภทใหม่ - ช่องโหว่ด้านความปลอดภัยเครือข่าย - ได้เกิดขึ้นในโค้ดที่สมบูรณ์ซึ่งแฮ็กเกอร์สามารถโจมตีเครือข่ายได้โปรแกรมเมอร์ในรถยนต์ส่วนใหญ่ไม่ใช่ผู้เชี่ยวชาญด้านเทคโนโลยีความปลอดภัยทางไซเบอร์ และพวกเขาไม่รู้วิธีหลีกเลี่ยงโค้ดที่เสี่ยงต่อการถูกแฮ็ก

ระยะ "สร้าง" ซอฟต์แวร์ยังต้องการระบบนิเวศที่แข็งแกร่งมากในการพัฒนาโปรแกรมใหม่และทดสอบซอฟต์แวร์ระบบนิเวศของยานยนต์ได้รับการพัฒนาอย่างดีและสามารถพัฒนาได้โดยใช้ซอฟต์แวร์โอเพ่นซอร์ส

"การผลิต" ซอฟต์แวร์มักจะเป็นขั้นตอนที่ถูกที่สุด เนื่องจากซอฟต์แวร์ส่วนใหญ่ที่ทำงานบนระบบฮาร์ดแวร์นั้นฟรีแม้ว่าซอฟต์แวร์บางตัวจะมีค่าธรรมเนียมใบอนุญาต แต่โดยทั่วไปแล้วจะคิดเป็นเพียงเศษเสี้ยวของต้นทุนส่วนประกอบฮาร์ดแวร์เท่านั้นซอฟต์แวร์ "การผลิต" คือการโหลดโปรแกรมลงในระบบอิเล็กทรอนิกส์ของรถยนต์เป็นหลัก และคุณสามารถเลือกเวลาและวิธีการโหลดซอฟต์แวร์เข้าสู่ระบบได้

ขั้นตอน "การตลาด" ของซอฟต์แวร์แตกต่างกันไปตามกลุ่มตลาดและประเภทระบบในกรณีส่วนใหญ่ ขั้นตอน "การตลาด" ของซอฟต์แวร์ยังต้องการผู้จำหน่ายระดับ 1 เพื่อเป็นส่วนหนึ่งของระบบอิเล็กทรอนิกส์ยานยนต์

คุณสมบัติของซอฟต์แวร์ยังส่งผลกระทบเพิ่มขึ้นต่อยอดขายรถยนต์ และผลกระทบทางอ้อมนี้ขึ้นอยู่กับว่าอินเทอร์เฟซระหว่างมนุษย์กับเครื่องจักร (HMI) หรือฟังก์ชันการทำงานดีเพียงใดการใช้งานซอฟต์แวร์จะส่งผลต่อคุณสมบัติที่เพิ่มขึ้นเรื่อยๆ เช่น ความสามารถของรถที่เชื่อมต่อ การอัปเกรด OTA การอัปเกรดฟังก์ชัน ADAS และความสามารถในการขับขี่อัตโนมัติในอนาคตหากซอฟต์แวร์ใช้ไม่ได้ผล รถจะไม่ได้รับคำวิจารณ์ที่ดีจากผู้ใช้ที่มีศักยภาพ ซึ่งอาจส่งผลต่อยอดขายในอนาคตบทวิจารณ์เชิงลบมักเป็นปัญหากับระบบอินโฟเทนเมนท์ขั้นสูงเสมอ และแอปเปิลและ Google ประสบความสำเร็จในการแก้ไขปัญหานี้ด้วยระบบอินโฟเทนเมนท์/สมาร์ทโฟนที่เปิดตัวเมื่อเร็วๆ นี้

ระยะ "ใช้" ของรถยนต์มักใช้เวลา 10 ถึง 15 ปี ซึ่งบางครั้งอาจนานกว่าในหลายประเทศข้อบกพร่องของซอฟต์แวร์จำนวนมากต้องได้รับการแก้ไขตลอดอายุการใช้งานที่ยาวนานเช่นนี้เพื่อลดการรับประกันและค่าใช้จ่ายในการเรียกคืนสำหรับ Oems และผู้จำหน่ายซอฟต์แวร์ เทคโนโลยีการดาวน์โหลดบนเครื่องบิน (OTA) ต้นทุนต่ำจึงจำเป็นเพื่อแก้ไขจุดบกพร่องและอัปเดตเวอร์ชันซอฟต์แวร์

ในระยะ "ใช้" ธุรกิจซอฟต์แวร์เป็นบริการ (SaaS) และซอฟต์แวร์ระบบคลาวด์มีศักยภาพในการเติบโตอย่างมากสถาปัตยกรรมระบบความปลอดภัยที่ใช้ SaaS มีแนวโน้มที่ดีโอกาสหลักในระยะ "ใช้" ถูกมองว่าเป็นการแก้ไข OTA ที่ผิดพลาดและการอัปเดตซอฟต์แวร์ที่ใช้งานได้เนื้อหาสาระบันเทิงผ่าน SaaS กำลังเติบโตอุบัติเหตุทางรถยนต์ยังสร้างโอกาสทางธุรกิจมากมาย เนื่องจากระบบฮาร์ดแวร์ใหม่ต้องการซอฟต์แวร์ใหม่

ในอนาคตด้วยการพัฒนาเทคโนโลยีชั้นสูง แพลตฟอร์มซอฟต์แวร์ที่ดีจะถูกนำมาใช้ในอุตสาหกรรมยานยนต์มากขึ้นเรื่อยๆ