Разработка программно-управляемого транспортного средства (SDV)

Введение

Автомобильная промышленность переживает глубокую трансформацию, поскольку традиционные транспортные средства эволюционируют в программно-определяемые транспортные средства (SDV), интеллектуальные, подключенные платформы, управляемые программными, а не аппаратными ограничениями. В отличие от обычных транспортных средств, где функциональность была тесно связана с физическими компонентами, SDV построены на гибкой архитектуре программного обеспечения транспортного средства, которая допускает динамические обновления функций, обновления по беспроводной связи (OTA), улучшенную персонализацию и реагирование в реальном времени.

Поскольку автомобильные архитектуры E/E переходят от доменных к зональным моделям, SDV интегрируют периферийные вычисления, адаптивную платформу AUTOSAR и технологии на основе ИИ для удовлетворения растущих требований к безопасности, подключению и автономности. Этот сдвиг парадигмы создает новые проблемы и возможности в разработке автомобильного программного обеспечения, требуя от OEM-производителей и поставщиков внедрения передовых инструментов разработки SDV, гибких методологий и надежных решений по управлению требованиями для обеспечения безопасности, соответствия и масштабируемости.

В этой статье рассматривается полный жизненный цикл разработки программно-определяемых транспортных средств — от архитектуры и технологий до соответствия требованиям, проблем и передового опыта, а также предлагается глубокий анализ того, как производители оригинального оборудования и поставщики могут успешно осуществить переход к интеллектуальной программно-ориентированной мобильности.

Что такое программно-управляемое транспортное средство (SDV)?

Программно-определяемое транспортное средство (SDV) — это современная автомобильная система, в которой функции транспортного средства в первую очередь контролируются, активируются и улучшаются с помощью программного обеспечения. В отличие от традиционных транспортных средств, в которых большинство возможностей фиксировалось на этапе производства, SDV позволяют производителям удаленно поставлять новые функции, исправления ошибок и улучшения производительности на протяжении всего жизненного цикла транспортного средства с помощью обновлений Over-the-Air (OTA).

Эволюция от традиционных транспортных средств к SDV

Переход от механических и аппаратно-ориентированных систем к программно-ориентированным архитектурам знаменует собой серьезную трансформацию в автомобильной инженерии. Традиционные транспортные средства работали на изолированных электронных блоках управления (ЭБУ), тесно связанных с определенным оборудованием. Напротив, SDV полагаются на централизованную или зональную архитектуру программного обеспечения транспортного средства, работающую на автомобильном промежуточном программном обеспечении и высокопроизводительных вычислительных платформах, что позволяет осуществлять непрерывные инновации и масштабируемость функций.

Развитие подключенных, интеллектуальных и адаптивных автомобильных систем

SDV находятся в центре революции подключенных транспортных средств, объединяя периферийные вычисления, связь Vehicle-to-Everything (V2X) и искусственный интеллект для обеспечения предиктивного обслуживания, возможностей автономного вождения и реагирования системы в реальном времени. Эта связь позволяет транспортным средствам адаптироваться к предпочтениям пользователя, условиям окружающей среды и меняющимся правилам безопасности дорожного движения.

Значение SDV в будущем автомобильной промышленности

Поскольку ожидания потребителей смещаются в сторону персонализированного, насыщенного программным обеспечением опыта вождения, SDV становятся краеугольным камнем мобильности следующего поколения. Они обеспечивают более быстрые циклы выхода на рынок, повторное использование программного обеспечения, повышенную кибербезопасность и монетизацию цифровых услуг. Для OEM-производителей и поставщиков принятие SDV имеет решающее значение для сохранения конкурентоспособности на рынке, который быстро развивается за счет инноваций, автоматизации и интеграции программного обеспечения полного жизненного цикла.

Основные концепции разработки SDV

Архитектура программного обеспечения транспортного средства в разработке SDV

В основе каждого программного обеспечения (SDV) лежит надежная и масштабируемая архитектура программного обеспечения транспортного средства, которая определяет, как программные компоненты взаимодействуют с оборудованием, сетями и внешними системами. Поскольку транспортные средства переходят от аппаратного к программно-ориентированному, современная архитектура становится необходимой для поддержки функциональности в реальном времени, обновлений Over-the-Air (OTA) и гибкости функций.

Централизованная и зональная архитектура

Традиционные автомобили используют распределенную архитектуру ECU, где каждый блок управления обрабатывает определенную функцию (например, торможение, информационно-развлекательная система). Однако эта модель приводит к сложности и ограниченной масштабируемости.

Напротив, SDV используют либо централизованную архитектуру, где высокопроизводительные вычислительные блоки управляют несколькими доменами, либо зональную архитектуру, которая группирует ECU на основе физических зон (передняя, ​​задняя и т. д.). Зональные архитектуры уменьшают сложность проводки, улучшают модульность и улучшают поддержку периферийных вычислений в реальном времени.

Разделение аппаратного и программного обеспечения

Одним из определяющих принципов разработки SDV является разделение оборудования и программного обеспечения. Такое разделение позволяет OEM-производителям и поставщикам Tier 1 независимо друг от друга обновлять или обслуживать компоненты транспортного средства, не нарушая работу всей системы, что способствует повторному использованию программного обеспечения, более простому обслуживанию и масштабируемости жизненного цикла.

Благодаря этой абстракции разработчики могут развертывать платформенно-независимые приложения, снижая зависимость от конкретных поставщиков ЭБУ или оборудования и ускоряя инновации в рамках программно-определяемой экосистемы транспортных средств.

Роль промежуточного программного обеспечения и операционных систем транспортных средств

Автомобильное промежуточное программное обеспечение и операционные системы (ОС) реального времени играют решающую роль в обеспечении связи, безопасности и координации между различными программными модулями и аппаратными уровнями. Такие решения, как AUTOSAR Adaptive Platform, обеспечивают основу для критически важных для безопасности и динамических приложений в SDV, поддерживая соответствие ISO 26262 и бесшовную интеграцию систем на базе ИИ, V2X и фреймворков OTA.

Промежуточное программное обеспечение обеспечивает надежный обмен данными, а ОС обеспечивает планирование в реальном времени, управление памятью и кибербезопасность, что делает их необходимыми для гибкой разработки программно-определяемых транспортных средств.

Архитектура автомобильной электрики и SDV

Электрическая/электронная (E/E) архитектура современных транспортных средств играет основополагающую роль в обеспечении перехода к программно-определяемым транспортным средствам (SDV). Традиционные распределенные системы, когда-то достаточные для аппаратно-ориентированных транспортных средств, больше не подходят для поддержки растущих требований к подключению, автономности и выполнению программного обеспечения в реальном времени. Сегодня OEM-производители переосмысливают проектирование E/E, чтобы соответствовать масштабируемости и гибкости, необходимым для разработки SDV следующего поколения.

Что такое современная архитектура электрики и электроники?

Архитектуры Legacy E/E состоят из десятков электронных блоков управления (ECU), каждый из которых предназначен для определенных функций, таких как управление силовым агрегатом, информационно-развлекательная система или ADAS. Эти изолированные системы часто жестко запрограммированы и негибки, что ограничивает обновления программного обеспечения и инновации.

Современные архитектуры E/E, ориентированные на SDV, объединяют функции в меньшее количество более мощных вычислительных единиц, способных управлять несколькими доменами посредством централизованного управления и высокоскоростных сетей связи. Этот сдвиг обеспечивает бесшовное управление жизненным циклом программного обеспечения, повышает безопасность системы и снижает сложность оборудования.

Переход к доменным и зональным контроллерам

Для поддержки модульности и эффективной коммуникации автопроизводители внедряют доменные и зональные архитектуры:

• Контроллеры домена группируют ЭБУ по функциям (например, шасси, информационно-развлекательная система, ADAS), упрощая развертывание программного обеспечения и логику управления.
• Зональные контроллеры реорганизуют компоновку системы по физическому расположению (например, спереди слева, сзади справа), сокращая количество проводов, снижая вес и обеспечивая более быструю передачу данных по всему транспортному средству.

Эта эволюция идеально соответствует потребностям SDV в масштабируемости, обработке в реальном времени и более простых обновлениях по беспроводной сети (OTA).

Интеграция периферийных вычислений в разработку SDV

Для удовлетворения требований к малой задержке и высокой надежности в автономных и подключенных средах периферийные вычисления теперь являются ключевым компонентом архитектуры E/E. Обрабатывая данные локально в транспортном средстве, а не полагаясь исключительно на облако, SDV могут принимать решения за доли секунды, использовать функции на основе ИИ и поддерживать связь Vehicle-to-Everything (V2X).

Периферийные вычисления также обеспечивают лучшую конфиденциальность данных, повышают отказоустойчивость и поддерживают критически важные приложения, такие как предиктивное обслуживание, адаптивные системы управления и отслеживание поведения транспортного средства в реальном времени.

Переход к централизованным, зональным и интегрированным на периферии архитектурам E/E имеет основополагающее значение для раскрытия полного потенциала разработки программно-определяемых транспортных средств. Поскольку функции транспортных средств все больше контролируются программным обеспечением, инвестиции в надежную конструкцию E/E имеют важное значение для обеспечения безопасности, производительности и гибкости жизненного цикла.

Ключевые технологии, поддерживающие разработку SDV

Разработка программно-определяемых транспортных средств (SDV) зависит от нескольких передовых технологий, которые обеспечивают масштабируемость, гибкость и интеллект на протяжении всего жизненного цикла транспортного средства. От основополагающих стандартов программного обеспечения, таких как AUTOSAR Adaptive, до современных инноваций, таких как обновления Over-the-Air (OTA) и искусственный интеллект, эти технологии формируют ядро ​​разработки автомобильного программного обеспечения следующего поколения.

Адаптивная платформа AUTOSAR

Поскольку SDV требуют динамических обновлений программного обеспечения, высокой вычислительной мощности и связи с внешними сетями, адаптивная платформа AUTOSAR стала необходимой. В отличие от классической платформы AUTOSAR, которая поддерживает статические функции реального времени на микроконтроллерах, адаптивная платформа разработана для высокопроизводительных ЭБУ и поддерживает:

• Сервис-ориентированная архитектура (SOA)
• Динамическое развертывание программного обеспечения
• Операционные системы на базе POSIX

Разница: AUTOSAR Classic против Adaptive

Почему адаптивный AUTOSAR необходим для SDV

Платформа AUTOSAR Adaptive Platform обеспечивает бесшовную интеграцию функций на основе ИИ, поддерживает механизмы обновления OTA и гарантирует соответствие ISO 26262, что делает ее идеальной для быстро меняющихся программных сред в SDV. Она также поддерживает периферийные вычисления и связь V2X, идеально соответствуя потребностям современной архитектуры программного обеспечения транспортных средств.

Беспроводные (OTA) обновления

Одной из отличительных особенностей SDV является возможность удаленного обновления программного обеспечения в режиме реального времени, что снижает необходимость в физических визитах для обслуживания и повышает эффективность работы.

Основные преимущества обновлений OTA в SDV:

• Поставка и обслуживание программного обеспечения в режиме реального времени
• Исправление ошибок и улучшение функций без изменения оборудования
• Сокращение затрат на отзыв и увеличение времени безотказной работы автомобиля
• Исправления безопасности устанавливаются удаленно, что сводит к минимуму уязвимости.

Функциональность OTA напрямую поддерживает полный охват жизненного цикла требований, поскольку программное обеспечение может непрерывно развиваться после развертывания в соответствии с отзывами, аналитикой или новыми требованиями к соответствию.

Искусственный интеллект в программно-управляемых транспортных средствах

Искусственный интеллект (ИИ) преобразует то, как транспортные средства воспринимают, принимают решения и действуют. В SDV ИИ играет ключевую роль в обеспечении:

• Профилактическое обслуживание путем анализа данных датчиков для прогнозирования отказов
• Автономное принятие решений в системах ADAS и беспилотного вождения
• Персонализация салона для комфорта, безопасности и удобства использования
• Оптимизация энергоэффективности посредством поведенческого обучения в реальном времени

Интеграция ИИ поддерживается периферийными вычислениями, платформами промежуточного программного обеспечения и операционными системами реального времени и требует строгого соответствия стандартам функциональной безопасности автомобилей.

Вместе, AUTOSAR Adaptive, обновления OTA и технологии ИИ формируют цифровую основу разработки программно-определяемых транспортных средств. Они позволяют автопроизводителям перейти от статического производства транспортных средств к динамичным, программно-управляемым инновациям, обеспечивая гибкость, масштабируемость и долгосрочную ценность транспортных средств.

Преимущества программно-определяемой архитектуры транспортного средства

Переход к архитектуре Software-Defined Vehicle (SDV) позволяет OEM-производителям и поставщикам преодолеть ограничения традиционных аппаратно-ориентированных конструкций. Разделяя программное обеспечение и оборудование и принимая централизованные или зональные вычислительные модели, SDV открывают многочисленные технические и деловые преимущества на протяжении всего жизненного цикла разработки автомобильного программного обеспечения.

Масштабируемость и возможность повторного использования программного обеспечения

Одним из наиболее существенных преимуществ архитектуры SDV является масштабируемость и повторное использование программного обеспечения. Разработчики могут создавать модульные, повторно используемые программные компоненты, которые работают на разных платформах и вариантах транспортных средств, сокращая дублирование и время выхода на рынок.

Такая модульность позволяет:

• Более быстрое развертывание новых функций в нескольких моделях
• Сокращение усилий на разработку и проверку
• Упрощенное обслуживание и обновления
• Расширенные требования к возможности повторного использования и управлению конфигурацией

Такое повторное использование соответствует гибким стратегиям разработки требований и помогает обеспечить стабильную производительность программного обеспечения в любом масштабе.

Обновления функций в реальном времени и поддержка OTA

Архитектура Software-Defined Vehicle поддерживает обновления Over-the-Air (OTA), что позволяет автопроизводителям внедрять обновления функций в режиме реального времени, исправления ошибок и исправления соответствия после производства. Эта возможность повышает надежность и долгосрочную ценность автомобиля, минимизируя при этом физические отзывы и затраты на обслуживание.

Благодаря надежной поддержке OTA SDV обеспечивают:

• Непрерывная поставка усовершенствований программного обеспечения
• Постоянное улучшение безопасности, пользовательского опыта и производительности системы
• Гибкое реагирование на угрозы кибербезопасности и изменения в регулировании
• Соответствие требованиям полного охвата жизненного цикла

Улучшенная персонализация автомобиля и ценность жизненного цикла

Современные потребители требуют автомобили, которые адаптируются к их предпочтениям. Архитектуры SDV обеспечивают персонализацию в автомобиле, от режимов вождения и настроек информационно-развлекательной системы до функций комфорта и безопасности на базе искусственного интеллекта.

Основные преимущества персонализации включают в себя:

• Обучение индивидуальному поведению пользователя на основе искусственного интеллекта
• Настраиваемые программные пакеты и услуги
• Активация функций после продажи и обновления на основе подписки
• Расширенная ценность за счет отслеживания в реальном времени и аналитики производительности

Это не только улучшает качество обслуживания водителей, но и позволяет OEM-производителям получать постоянный доход и дифференцировать предложения на конкурентном рынке.

Архитектура программно-определяемого транспортного средства является катализатором инноваций в автомобилестроении. Она обеспечивает непревзойденную масштабируемость, позволяет осуществлять управление жизненным циклом программного обеспечения на основе OTA и поддерживает динамическую персонализацию транспортного средства, закладывая основу для интеллектуальных, адаптивных и ориентированных на клиента решений для мобильности.

Проблемы и решения в жизненном цикле разработки SDV

Переход к программно-определяемым транспортным средствам (SDV) вносит как инновации, так и сложность. Поскольку транспортные средства становятся более интеллектуальными, связанными и автономными, команды разработчиков сталкиваются с критическими проблемами, связанными с производительностью в реальном времени, сложностью программного стека, соответствием требованиям и кибербезопасностью. Преодоление этих препятствий требует принятия надежных программных решений для разработки требований, инструментов управления жизненным циклом и безопасных масштабируемых платформ.

Требования к производительности и безопасности в реальном времени

SDV должны выполнять срочные задачи, такие как торможение, удержание полосы движения и ответы ADAS с надежностью в режиме реального времени. Эти функции критически важны для безопасности и должны соответствовать строгим стандартам функциональной безопасности автомобилей, таким как ISO 26262.

Задачи

• Обеспечение детерминированного выполнения в динамических средах
• Баланс сложности программного обеспечения с временными ограничениями
• Интеграция ИИ без ущерба для безопасности

Решения:

• Использование операционных систем реального времени (RTOS)
• Внедрение адаптивной платформы AUTOSAR
• Надежные процессы отслеживания требований и проверки результатов испытаний

Управление сложностью в программных стеках

По мере развития SDV число программных уровней — от промежуточного программного обеспечения и моделей ИИ до встроенных приложений и облачных интерфейсов — растет экспоненциально.

Задачи

• Управление тысячами программных компонентов в ЭБУ
• Поддержание согласованного покрытия жизненного цикла требований
• Обеспечение совместимости между доменами и платформами

Решения:

• Проектирование модульной архитектуры и разработка на основе моделей
• Инструменты управления жизненным циклом требований на сквозном уровне
• Интеграция платформ ALM для управления разработкой, тестированием и проверкой в ​​больших масштабах

Соответствие нормативным требованиям (ISO 26262, ASPICE)

Соблюдение нормативных стандартов не подлежит обсуждению в автомобильной промышленности. Разработчики должны гарантировать функциональную безопасность (ISO 26262), зрелость процесса (ASPICE) и постоянное качество на протяжении всего жизненного цикла.

Задачи

• Идти в ногу с развивающимися стандартами
• Демонстрация готовой к аудиту документации и прослеживаемости
• Согласование разработки программного обеспечения с процессами обеспечения безопасности

Решения:

• Внедрение инструментов разработки требований со встроенными шаблонами соответствия
• Автоматизируйте матрицы прослеживаемости и рабочие процессы проверки
• Используйте платформы, такие как Visure Requirements ALM, для приведения разработки в соответствие со стандартами ISO и ASPICE

Проблемы кибербезопасности и уязвимости V2X

Поскольку SDV постоянно подключены к облачным сервисам и внешним сетям, кибербезопасность становится все более серьезной проблемой. Транспортные средства должны быть защищены от угроз для связи Vehicle-to-Everything (V2X), ECU и систем данных.

Задачи

• Защита автомобильных сетей и интерфейсов от вторжений
• Обеспечение безопасности обновлений OTA и узлов пограничной обработки
• Обеспечение соответствия стандартам, таким как ISO/SAE 21434

Решения:

• Внедрение требований кибербезопасности на ранних этапах разработки
• Выполнять непрерывное моделирование угроз и оценку рисков
• Используйте механизмы безопасной загрузки, шифрование и IDS (системы обнаружения вторжений)

Решение проблем в разработке SDV требует комплексного подхода, сочетающего надежное управление требованиями, архитектуру в реальном времени, соответствие требованиям безопасности и стратегии кибербезопасности. С правильным программным обеспечением для проектирования требований, платформами ALM и передовыми методами OEM-производители и поставщики могут уверенно разрабатывать безопасные, соответствующие требованиям и высокопроизводительные программно-определяемые транспортные средства.

Лучшие практики и инструменты для разработки SDV

Чтобы добиться успеха в быстро меняющемся мире разработки программно-определяемых транспортных средств (SDV), автомобильные команды должны использовать гибкие методологии, системную инженерию на основе моделей (MBSE) и сквозное управление жизненным циклом требований. Эти передовые практики в сочетании с надежными инструментами управления жизненным циклом приложений (ALM) позволяют OEM-производителям и поставщикам ускорить доставку, обеспечить соответствие требованиям и управлять сложностью на протяжении всего жизненного цикла разработки автомобильного программного обеспечения.

Гибкая и основанная на моделях разработка

Современные SDV требуют итеративных циклов разработки, которые тесно связаны с меняющимися требованиями к оборудованию и программному обеспечению. Гибкая разработка позволяет командам быстро реагировать на изменения, расставлять приоритеты функций и сокращать узкие места интеграции.

Основные преимущества гибкой разработки в SDV:

• Поддерживает частые выпуски программного обеспечения и обновления OTA
• Улучшает командное сотрудничество и кросс-функциональную интеграцию
• Улучшает реагирование на требования безопасности, нормативные требования и требования рынка

Параллельно с этим системная инженерия на основе моделей (MBSE) предлагает визуальный, системно-ориентированный подход к управлению сложными взаимозависимостями в электрических, механических и программных областях.

Преимущества MBSE для архитектуры SDV:

• Облегчает раннюю проверку требований и поведения системы
• Повышает точность и согласованность проектирования всего транспортного средства
• Снижает риск за счет моделирования и тестирования моделей перед внедрением

Сочетание подходов Agile и MBSE обеспечивает надежную, масштабируемую основу для разработки требований, проверки проектов и управления соответствием требованиям в проектах SDV.

Инструменты SDV ALM и управление требованиями (Visure)

Учитывая широкий спектр программных стеков SDV, управление полным жизненным циклом, от требований до тестирования и соответствия, является серьезной проблемой. Именно здесь специализированные платформы Application Lifecycle Management (ALM), такие как Visure Requirements ALM, играют решающую роль.

Почему инструменты ALM необходимы для разработки SDV:

• Централизуйте все требования, риски, тестовые случаи и ссылки на отслеживаемость
• Обеспечить совместную работу в режиме реального времени между распределенными командами
• Поддержка требований к версиям, базовому планированию и повторному использованию
• Обеспечить сквозную прослеживаемость и проверку на соответствие стандартам ISO 26262, ASPICE и ISO/SAE 21434

Благодаря Visure автомобильные организации получают следующие преимущества:

• Проверка качества требований с использованием искусственного интеллекта
• Интегрированная поддержка инструментов разработки на основе моделей
• Бесперебойное подключение к системам контроля версий и управления тестированием
• Улучшенный контроль над полным циклом разработки SDV

Внедрение гибких практик, использование MBSE и внедрение мощных платформ управления требованиями, таких как Visure, имеют решающее значение для освоения сложности разработки программно-определяемых транспортных средств. Эти передовые практики обеспечивают инновации, соответствие и масштабируемость, поддерживая при этом полный охват жизненного цикла требований в современной подключенной и программно-управляемой автомобильной среде.

Цифровой двойник и моделирование в реальном времени в SDV

По мере того, как программно-определяемые транспортные средства (SDV) становятся все более сложными, обеспечение их надежности, производительности и соответствия становится все более сложной задачей. Именно здесь технология цифровых двойников и моделирование в реальном времени играют решающую роль в обеспечении виртуальной проверки, сокращении физического прототипирования и ускорении поставки продукции на протяжении всего жизненного цикла разработки автомобильного программного обеспечения.

Роль цифровых двойников в тестировании и валидации

Цифровой близнец — это виртуальное представление физического транспортного средства или системы в реальном времени, воспроизводящее его поведение, датчики, логику программного обеспечения и взаимодействия. В разработке SDV цифровые близнецы используются для моделирования и имитации:

• Динамика автомобиля и реакции системы
• Встроенное программное обеспечение и взаимодействие с ЭБУ
• Критически важные для безопасности функции и автономное поведение
• Сценарии, зависящие от окружающей среды и пользователя

Преимущества цифровых двойников для SDV:

• Раннее выявление недостатков проекта до внедрения оборудования
• Непрерывная проверка требований и тестовых случаев
• Более безопасное тестирование пограничных случаев для ADAS и автономных функций
• Снижение зависимости от дорогостоящих физических испытательных сред

Цифровые двойники позволяют проводить проверку и верификацию требований к автомобильной промышленности в моделируемых средах, поддерживая полный охват жизненного цикла требований и снижая риски последующей разработки.

Ускорение времени выхода на рынок с помощью моделирования

Используя моделирование в реальном времени, OEM-производители и поставщики могут ускорить процессы разработки, интеграции и соответствия программного обеспечения. Моделирование позволяет группам оценивать производительность, устранять неполадки и проверять функциональную безопасность, не дожидаясь доступности оборудования.

Основные преимущества моделирования при разработке SDV:

• Параллельная разработка и интеграция аппаратного и программного обеспечения
• Более короткие циклы итераций с использованием виртуальных сред тестирования
• Быстрая проверка функциональных, эксплуатационных и требований безопасности
• Повышение эффективности соблюдения таких стандартов, как ISO 26262 и ASPICE

Разработка на основе моделирования также улучшает прослеживаемость, помогая командам связывать требования со сценариями и результатами тестирования, что имеет решающее значение для управления требованиями, готовности к аудиту и сертификации.

Технология цифровых двойников и моделирование в реальном времени являются важнейшими факторами для гибкой разработки требований в SDV. Они позволяют автомобильным командам тестировать, проверять и оптимизировать сложные системы на ранних этапах и непрерывно, что приводит к снижению затрат на разработку, сокращению времени выхода на рынок и повышению качества продукции.

Соответствие требованиям и управление жизненным циклом при разработке SDV

Обеспечение соответствия и поддержание контроля над полным жизненным циклом программного обеспечения являются основополагающими столпами успешной разработки программно-определяемого транспортного средства (SDV). Поскольку транспортные средства становятся все более автономными, подключенными и критически важными для безопасности, OEM-производители и поставщики должны придерживаться строгих отраслевых стандартов, таких как ISO 26262 для функциональной безопасности и Automotive SPICE (ASPICE) для возможностей процесса, при этом управляя сложными, меняющимися требованиями на протяжении всего жизненного цикла разработки.

Соответствие требованиям ISO 26262 и ASPICE

ISO 26262 — это глобальный стандарт функциональной безопасности в автомобильных системах. Он устанавливает строгие требования к прослеживаемости, анализу опасностей и процессам проверки на протяжении всего жизненного цикла SDV для снижения риска в критически важных для безопасности функциях.

Аналогичным образом ASPICE (Automotive SPICE) определяет модели зрелости для процессов разработки автомобильного программного обеспечения, требующие дисциплинированной разработки требований, покрытия тестами и последовательности процессов.

Основные проблемы соответствия требованиям SDV:

• Поддержание соответствия между требованиями безопасности и реализацией программного обеспечения
• Управление быстрыми итерациями программного обеспечения без ущерба для проверки
• Создание готовой к аудиту документации на всех этапах жизненного цикла

Решения:

• Внедрение программного обеспечения для управления жизненным циклом требований со встроенной поддержкой ISO 26262 и ASPICE
• Использование матриц прослеживаемости для сопоставления требований с рисками, испытаниями и проверочными мероприятиями
• Использование таких платформ, как Требования к визе ALM для автоматизации документации по соответствию, управления версиями и анализа воздействия

Управление сквозным жизненным циклом программного обеспечения

Природа SDV требует полного охвата жизненного цикла требований, от выявления и спецификации до валидации, проверки, развертывания и обслуживания. Поскольку программное обеспечение продолжает развиваться после производства посредством обновлений Over-the-Air (OTA), управление сквозной прослеживаемостью и контролем версий становится критически важным.

Лучшие практики управления жизненным циклом SDV:

• Внедрите интегрированную платформу управления жизненным циклом приложений (ALM) для унификации требований, рисков, тестовых случаев и запросов на изменение.
• Включить управление версиями требований и конфигурацией для нескольких вариантов SDV
• Обеспечьте совместную работу в режиме реального времени между командами по разработке оборудования, программного обеспечения и систем
• Используйте инструменты на основе искусственного интеллекта для повышения качества требований и сокращения объема доработок

Используя правильные инструменты и процессы, команды разработчиков могут добиться оперативного отслеживания, ускорить принятие решений и поддерживать соответствие требованиям на протяжении всего жизненного цикла разработки SDV.

Для удовлетворения потребностей современных автомобильных систем соответствие стандартам ISO 26262 и ASPICE в сочетании с надежным управлением жизненным циклом требований не подлежит обсуждению. Используя специально разработанные инструменты, такие как Требования к визе ALMOEM-производители и поставщики могут оптимизировать разработку, автоматизировать соблюдение требований и обеспечить сквозной контроль над развивающимся программным обеспечением в программно-определяемых транспортных средствах.

Будущие тенденции в области программно-управляемых транспортных средств

Поскольку автомобильная промышленность движется к будущему, ориентированному на программное обеспечение, следующая волна разработки программно-определяемых транспортных средств (SDV) будет сформирована преобразующими технологиями и новыми бизнес-моделями. Интеграция облачных архитектур, 5G и стратегий монетизации программного обеспечения определит, как OEM-производители и поставщики Tier 1 обеспечивают ценность, масштабируют инновации и конкурируют во все более связанной экосистеме мобильности.

Монетизация программного обеспечения в автомобильной промышленности

С SDV автопроизводители больше не ограничены одноразовыми продажами автомобилей. Вместо этого они могут разблокировать повторяющиеся потоки доходов через программные сервисы, подписки и разблокировки функций, предоставляемые через обновления Over-the-Air (OTA).

Новые модели монетизации включают в себя:

• Подписки в салоне на информационно-развлекательные системы, навигацию и настройку производительности
• Функция как услуга (FaaS): оплата по факту использования для автономного вождения или помощи при парковке
• Услуги удаленной диагностики и предиктивного обслуживания
• Монетизация данных с помощью облачной аналитики

Этот сдвиг требует надежного процесса управления жизненным циклом требований для поддержки управления версиями функций, соответствия требованиям и персонализации в нужном масштабе.

Развитие экосистем SDV и совместных платформ

Сложность SDV требует интегрированных, открытых экосистем разработки, где OEM-производители, поставщики, поставщики технологий и разработчики сотрудничают в режиме реального времени. Будущее разработки SDV лежит в экосистемах на основе платформ, которые объединяют:

• Общие комплекты разработки программного обеспечения (SDK)
• Стандартизация промежуточного программного обеспечения (например, AUTOSAR Adaptive)
• Облачные инструменты ALM и управления требованиями
• Цифровые двойные структуры для совместного моделирования и проверки

Эти среды совместной работы ускоряют разработку гибких требований, сокращают дублирование и способствуют повторному использованию программного обеспечения в разных брендах и моделях.

Роль облачных архитектур и 5G

Облачные архитектуры и периферийные вычисления позволят SDV масштабировать развертывание программного обеспечения, аналитику и хранение в автопарках в режиме реального времени. В сочетании с подключением 5G транспортные средства смогут поддерживать приложения со сверхнизкой задержкой, такие как:

• Связь между транспортным средством и всем остальным (V2X)
• HD-картография в реальном времени и восприятие окружающей среды
• Удаленная диагностика и отладка по беспроводной сети
• Помощь водителю на базе искусственного интеллекта и автономные функции

Эти инновации кардинально улучшат прослеживаемость, безопасность и оперативность в реальном времени, одновременно поддерживая полное управление жизненным циклом SDV.

Будущее программно-определяемых транспортных средств тесно связано с облачными инновациями, межотраслевым сотрудничеством и монетизацией программно-определяемых функций. По мере ускорения этих тенденций успех программ SDV будет зависеть от масштабируемых архитектур, безопасного подключения и мощных программных решений для проектирования требований, которые обеспечивают сквозную прослеживаемость и быстрые инновации.

Заключение

Рост числа программно-управляемых транспортных средств (SDV) знаменует собой фундаментальный сдвиг в том, как проектируются, обслуживаются и испытываются современные транспортные средства. От развивающихся архитектур программного обеспечения транспортных средств и централизованных систем E/E до передовых технологий, таких как AUTOSAR Adaptive, обновления Over-the-Air (OTA) и возможности на основе искусственного интеллекта, разработка SDV требует нового подхода, который охватывает гибкость, масштабируемость и соответствие.

Для успешного проведения этой трансформации требуется надежное программное обеспечение для разработки требований, комплексное управление жизненным циклом требований и инструменты, поддерживающие гибкую разработку требований, прослеживаемость в реальном времени и сквозное соответствие таким стандартам, как ISO 26262 и ASPICE.

По мере того, как экосистемы SDV развиваются, а облачные архитектуры выходят на первый план, командам разработчиков приходится полагаться на интегрированные платформы для управления сложностью, обеспечения качества и ускорения инноваций.

Ознакомьтесь с 14-дневной бесплатной пробной версией на сайте Visure Solutions.— ведущая платформа разработки требований, созданная для поддержки полного жизненного цикла SDV, работающая на базе искусственного интеллекта и пользующаяся доверием отраслей, критически важных для безопасности, по всему миру.