軟件定義汽車面臨的五大挑戰(zhàn)

小毛HYL 2022-11-11 發(fā)布于山東

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導讀:

本文節(jié)選自11月10日發(fā)布的《軟件定義汽車產(chǎn)業(yè)生態(tài)創(chuàng)新白皮書》，系統(tǒng)的闡述了軟件定義汽車的五大挑戰(zhàn)，包括：

1、技術架構(gòu)方面

2、安全&隱私保護方面

3、組織流程方面

4、商業(yè)模式方面

5、生態(tài)協(xié)同方面

本白皮書由中國汽車工業(yè)協(xié)會軟件分會提出，軟件定義汽車委員會聯(lián)合各成員單位以及行業(yè)企業(yè)共同編制。

后臺回復AES26，可自動下載白皮書全文（共102頁）。

軟件定義汽車是大勢所趨，在業(yè)界已經(jīng)形成基本共識。但如何落地，落地過程中需要解決哪些關鍵問題？是每一個參與企業(yè)需要首先面對、認清和解決的難題。

隨著智能汽車的逐步推進，汽車的復雜度在持續(xù)的提升，造成智能汽車的開發(fā)復雜度越來越難以管理。影響或滯緩智能汽車產(chǎn)業(yè)升級發(fā)展的主要原因有以下四點：

第一：用戶體驗帶來的復雜度提升。隨著智能化的發(fā)展與普及，用戶駕乘體驗逐漸從傳統(tǒng)的交通工具向第三空間擴展，汽車使用的場景、用戶功能等均在大幅度擴展，成百上千的場景、功能組合形成了現(xiàn)在越發(fā)復雜的智能汽車體系。

第二：技術進步帶來的復雜度提升。如越來越大的電池能量密度的追求和快充性能的追求帶來了嚴重的電池安全挑戰(zhàn)；人工智能、5G 通信、云計算等多種數(shù)據(jù)驅(qū)動汽車向智能化不斷進化的同時，也大幅度增加了軟硬件開發(fā)復雜度。

第三：競爭帶來的堆料、堆配置、各種選配等模式導致汽車配置多樣性、復雜度快速增長。

第四：監(jiān)管&法規(guī)帶來的復雜度提升。智能化、網(wǎng)聯(lián)化賦予汽車智能、便捷體驗的同時，也帶來了黑客攻擊、數(shù)據(jù)濫用等嚴重的安全問題。

對于傳統(tǒng)汽車產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)而言，復雜度提升的四大原因，到底意味著什么？這些原因?qū)ζ嚠a(chǎn)業(yè)的具體影響和挑戰(zhàn)是什么？這都將導致未來智能汽車在配置、硬件、外設、軟件的種類與數(shù)量將分別增加 10 倍以上。

尤其是軟件的大量引入將給汽車產(chǎn)業(yè)帶來五大挑戰(zhàn)：

第一：技術架構(gòu)方面，當前架構(gòu)下任何一個部件的增加、修改、更新都會對整車帶來影響，以傳統(tǒng)通信矩陣為例，當前修改和配置需要 N 周時間。未來電子電氣軟硬件數(shù)增加 10 倍以上，大量軟件的引入，那又意味著什么呢？

第二：安全和隱私保護方面，全量測試時間長、代價高，如果部分測試造成漏測會導致什么后果？尤其是安全漏洞被黑客劫持，那對整車廠的品牌和用戶粘性會帶來什么樣的后果？

第三：組織流程方面，整車廠如何建立與軟件定義汽車開發(fā)模式相匹配的組織架構(gòu)？面對消費者上千種配置組合、上千種體驗場景、上萬種組合服務和應用，哪些更新推送給所有的用戶？哪些推送給限定的用戶？

第四：商業(yè)模式方面，面對軟件定義汽車對傳統(tǒng)汽車供應鏈與合作模式的顛覆，產(chǎn)業(yè)中各方利益如何分配？如何共同做大產(chǎn)業(yè)蛋糕？

第五：生態(tài)協(xié)同方面，傳統(tǒng)汽車供應鏈是 Tier2->Tier1->整車廠線性模式，但對于軟件定義汽車時代，一方面會出現(xiàn)新的玩家，比如互聯(lián)網(wǎng)公司、ICT 科技公司等，甚至出現(xiàn)個人開發(fā)者，另一方面整車廠按照傳統(tǒng)的采購和項目模式難以滿足消費者對汽車常用常新、千車千面的需求，故各企業(yè)將圍繞以消費者為中心進行產(chǎn)品創(chuàng)新、研發(fā)和供應，傳統(tǒng)線性模式將被打破，出現(xiàn)以網(wǎng)狀合作的形態(tài)。但如何合理分工從而優(yōu)化整車研發(fā)效率和成本，成為行業(yè)發(fā)展的難題。

一、技術架構(gòu)方面

1.1 軟件定義汽車技術亟待提升

面向汽車行業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展，需要產(chǎn)業(yè)鏈中各利益相關方共同推動完成。當前，整車廠、Tier1、Tier2、ICT 科技公司等均從不同視角推出軟件定義汽車相關技術能力規(guī)劃和解決方案，技術著力點不一致，行業(yè)級技術協(xié)同方案尚未形成，如下圖所示，當前仍處于行業(yè)技術方案促動期。

圖 3-1 技術成熟度曲線

從整車廠視角來看

傳統(tǒng)“以整車硬件產(chǎn)品為主銷點”的技術能力逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)椤败浻布诤?，且以?/span>件產(chǎn)品為主銷點”的技術能力，需要在完成整車電子電氣架構(gòu)升級的基礎上，依據(jù)研發(fā)主導程度和軟件能力兩個維度上進行技術能力規(guī)劃。

一般會形成四種模式：全棧技術布局；核心領域技術重點突破；與軟件企業(yè)戰(zhàn)略合作；同主流核心 Tier1 深度綁定。

因此，要形成長期清晰的軟件技術能力發(fā)展規(guī)劃、相應技術能力和軟件生態(tài)方案，都需要一定的探索論證周期。

從零部件供應商（Tier1/Tier2）視角來看

在“軟件定義汽車，整車架構(gòu)升級”的背景下，既有的產(chǎn)品供應方式和技術能力存在嚴重挑戰(zhàn)，需要深刻調(diào)整，如何實現(xiàn)與盡可能多的整車廠技術方案對接，需要完成哪些關鍵技術能力儲備，需要一定的探索論證周期。

從 ICT 科技企業(yè)視角來看

軟件定義汽車如同是“四個輪子的智能手機”在手機端的相關成熟技術能力可直接借鑒，躍躍欲試，和其他相關方存在一定程度認知偏差和技術能力對接偏差，需要一定的探索論證周期。

軟件定義汽車剛剛在行業(yè)內(nèi)達成共識，產(chǎn)業(yè)鏈中各利益相關方在軟件定義汽車技術能力方面仍處于探索儲備期，行業(yè)內(nèi)缺少成功案例，沒有成熟經(jīng)驗借鑒，大規(guī)模嘗試一旦選錯技術路徑將帶來巨大的風險。

因為產(chǎn)業(yè)鏈中各利益相關方基本處于同一起跑線，所以在軟件定義汽車探索中會發(fā)現(xiàn)很多新技術在消費電子領域成功應用過，但在車輛領域并沒有應用過。有的芯片產(chǎn)品規(guī)劃路線圖不滿足控制器和整車開發(fā)計劃；有的操作系統(tǒng)、協(xié)議棧、中間件還處于一種不成熟狀態(tài)；原有的電子電氣架構(gòu)不滿足快速響應市場的需求；原有的開發(fā)流程和開發(fā)工具不滿足快速迭代的開發(fā)需求。

要解決這些問題，需要整個產(chǎn)業(yè)鏈，包括整車廠、零部件供應商、軟件開發(fā)商、芯片廠商、工具廠商、ICT 等企業(yè)共同努力。

1.2 定制和私有接口，造成開發(fā)低效和浪費

汽車行業(yè)自身存在的大量定制化與私有化接口，這種低效、浪費的的傳統(tǒng)開發(fā)模式卻還在持續(xù)。

軟件方面：軟件定制化將帶來大量的接口適配、驅(qū)動適配、反復標定、通信矩陣的反復調(diào)整等重復性勞動，端到端軟件開發(fā)效率低，人力資源浪費嚴重。在傳統(tǒng)汽車時代，這種傳統(tǒng)模式可以基本維持，但隨著整車智能化加快，軟件將呈現(xiàn)指數(shù)級的增長，軟件開發(fā)模式轉(zhuǎn)型將勢在必行。
硬件方面：硬件定制化導致的結(jié)果就是硬件的頻繁定制、線束定制、重復的 DV/PV、認證等，使端到端管理復雜度和成本居高不下，頻繁的產(chǎn)線調(diào)整導致產(chǎn)能浪費，型號的切換導致備件和庫存總量的線性增加等。隨著汽車智能化的發(fā)展，對硬件的要求越來越高，如果延續(xù)這種硬件定制模式，那硬件的定制工作量以及由此帶來的軟件的適配工作量是難以想象的，故這種硬件模式也亟待優(yōu)化。

二、安全&隱私保護方面

2.1 安全威脅日益嚴峻

汽車生產(chǎn)供應鏈和制造流程復雜，需要各級的供應商配合參與，若其中有一個供應商環(huán)節(jié)出現(xiàn)安全隱患，就會影響到最終消費者的安全。如何構(gòu)建貫穿全流程涉及研發(fā)、生產(chǎn)、供應鏈、銷服、消費者等多個環(huán)節(jié)的整車數(shù)字化安全防護體系是智能網(wǎng)聯(lián)汽車的巨大挑戰(zhàn)。

從汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向看，未來以車內(nèi)網(wǎng)、車際網(wǎng)和車載移動互聯(lián)網(wǎng)為基礎，在 V2X 之間實現(xiàn)智能化交通管理、智能動態(tài)信息服務和車輛智能化控制的一體化網(wǎng)絡將是大趨勢。隨著智能汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，汽車行業(yè)將安全的范疇從功能安全延伸到網(wǎng)絡安全。智能網(wǎng)聯(lián)汽車網(wǎng)絡攻擊風險加劇，將對社會和生命造成安全威脅。

汽車行業(yè)安全事件頻發(fā)，整車廠越來越重視汽車網(wǎng)絡安全。汽車智能化程度越高，所遭受的安全攻擊面越多。在智能化背景下，全球整車廠無一幸免，例如奔馳、寶馬、奧迪、大眾、豐田、本田、現(xiàn)代等國際一線品牌，均遭受了不同程度的安全攻擊。數(shù)據(jù)安全對智能汽車甚至國家安全都有重要影響，未來不排除將進一步出臺更多政策規(guī)范。

2.2 網(wǎng)絡安全的技術挑戰(zhàn)

第一：智能網(wǎng)聯(lián)汽車的攻擊面廣

智能網(wǎng)聯(lián)汽車的產(chǎn)品形態(tài)決定了攻擊面眾多、物理暴露面巨大。僅無線接口安全就涉及到 WIFI 安全、藍牙安全、蜂窩通信安全、GNSS 安全、TPMS 安全、調(diào)頻安全等方面。在可接觸的范圍內(nèi)，又有 NFC 安全、USB 安全、OBD 安全等需要考慮的暴露面。

車端 ECU 面臨的常見網(wǎng)絡安全風險包括：

車內(nèi)網(wǎng)絡目前大多采用 CAN/CAN FD 協(xié)議進行通訊，而 CAN/CAN FD 的字節(jié)長

度有限、仲裁機制、無源地址域和無認證域等問題有潛在的網(wǎng)絡安全隱患；

ECU 硬件可能存在可讀絲印和暴露的調(diào)試口，容易遭受防逆向分析等安全隱患；

ECU 固件刷寫機制未進行信息安全保護，可能導致 ECU 固件或其配置數(shù)據(jù)被篡改；

ECU 中的敏感數(shù)據(jù)（如調(diào)校數(shù)據(jù)、虛擬鑰匙數(shù)據(jù)、地圖數(shù)據(jù)、配置數(shù)據(jù)等）的存儲、訪問過程中，若未采取加密存儲和訪問控制等防護措施，則可能導致數(shù)據(jù)被篡改或泄露，被篡改的數(shù)據(jù)可能導致系統(tǒng)功能偏離預期，甚至帶來其他信息安全方面的隱患。

第二：智能網(wǎng)聯(lián)車的漏洞更多

漏洞和缺陷多，分布在不同器件上，防不勝防。造成漏洞分布廣，數(shù)量多，隱藏性強的原因是由于隨著智能網(wǎng)聯(lián)車技術架構(gòu)的迭代發(fā)展，軟件定義汽車概念的興起，汽車正在軟件層面被重構(gòu)。

智能汽車的發(fā)展，是由智能汽車承載的應用功能發(fā)展來作為驅(qū)動力的，而且離不開電子電氣架構(gòu)的發(fā)展。在未來智能汽車控制器將會承載越來越多的功能，而且不同的電子電氣架構(gòu)下呈現(xiàn)的信息安全狀態(tài)也有所不同，同時車載控制器復雜度越來越高，逐漸趨同于 ICT 行業(yè)的高性能計算機，也可能會帶來新的信息安全威脅和攻擊手段。

以智能駕駛技術為核心驅(qū)動力的智能網(wǎng)聯(lián)汽車依賴大量的智能傳感器、算法、云端平臺的支撐。這些基礎設施和功能單元包含了海量的代碼以支撐運作，其中稍有一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，就會影響到整個鏈條的安全可靠運行。所以軟件大規(guī)模的進入車輛生產(chǎn)制造行業(yè)，帶來了機遇，同時也帶來了極大的安全挑戰(zhàn)。

2.3 法規(guī)監(jiān)管要求

國內(nèi)近幾年開始重視智能汽車網(wǎng)絡安全、數(shù)據(jù)安全、OTA 升級安全問題，在以政府引導、產(chǎn)業(yè)推動、標準委員會執(zhí)行的模式下積極開展相關汽車安全標準制定工作。在汽車網(wǎng)絡安全標準研制方面已取得一定進展，如下圖所示，全國汽車標準化技術委員會（SAC/TC114）2021 年 10 月 11 日已發(fā)布《GB T 40855-2021 電動汽車遠程服務與管理系統(tǒng)信息安全技術要求及試驗方法》、《GB T 40856-2021 車載信息交互系統(tǒng)信息安全技術要求及試驗方法》、《GB T 40857-2021 汽車網(wǎng)關信息安全技術要求及試驗方法》和《GB T 40861-2021 汽車信息安全通用技術要求》四項國標，并于2022 年 5 月 1 日開始實施，同時啟動國際汽車網(wǎng)絡安全、升級管理的標準法規(guī)R155、R156 的國標轉(zhuǎn)化工作。

圖 3-2 汽車網(wǎng)絡安全標準研制成果

在數(shù)據(jù)安全方面，備受消費者和國家層面的關注。一方面，關于數(shù)據(jù)安全的法規(guī)相繼

出臺，從《網(wǎng)絡安全法》到《數(shù)據(jù)安全法》到《個人信息保護法》，進一步規(guī)范汽車數(shù)

據(jù)安全管理和網(wǎng)絡安全自查制度。另一方面，數(shù)據(jù)安全能力進一步聚焦，具體體現(xiàn)

在：

數(shù)據(jù)采集和處理過程可追溯，可審計；
進一步加強中國法律法規(guī)的監(jiān)管要求和個人信息的處理要求；
進一步加強對基于密碼學的通信安全的研究和監(jiān)管。

圖 3-3 汽車數(shù)據(jù)安全相關的法律法規(guī)

為支撐 2021 年 10 月 1 日發(fā)布的《汽車數(shù)據(jù)安全管理若干規(guī)定（試行）》落地實施，全國信息安全標準化技術委員會于 10 月 8 日發(fā)布技術文件 TC260-001《汽車采集數(shù)據(jù)處理安全指南》，技術文件細化了部分《規(guī)定》條款中關于汽車數(shù)據(jù)傳輸、存儲和出境等方面的要求，同時為遵循《規(guī)定》中的部分原則給出了指引。其中汽車采集數(shù)據(jù)是通過汽車傳感設備、控制單元采集的數(shù)據(jù)，以及對其進行加工后產(chǎn)生的數(shù)據(jù)；不包括通過其他網(wǎng)絡傳輸?shù)狡囘M行處理的數(shù)據(jù)，例如手機等車外設備采集的數(shù)據(jù)、汽車數(shù)據(jù)處理者通過銷售合同等線下方式收集的個人信息等。

技術文件明確了汽車采集數(shù)據(jù)分為車外數(shù)據(jù)、座艙數(shù)據(jù)、運行數(shù)據(jù)和位置軌跡數(shù)據(jù)，

并對不同類型的數(shù)據(jù)分別提出要求。

技術文件對車外數(shù)據(jù)，圍繞車外個人信息的匿名化處理、數(shù)據(jù)的最長存儲時間、數(shù)據(jù)出境等方面提出要求；
對座艙數(shù)據(jù)，圍繞數(shù)據(jù)向車外傳輸和數(shù)據(jù)出境等方面提出要求；
對位置軌跡數(shù)據(jù)，圍繞數(shù)據(jù)的最長存儲時間和數(shù)據(jù)出境等方面提出了要求。

同時，技術文件明確提出汽車制造商應對其生產(chǎn)的整車數(shù)據(jù)安全負責，除約束和監(jiān)督零部件供應商處理汽車采集數(shù)據(jù)的行為外，還應將汽車采集數(shù)據(jù)向外傳輸?shù)耐暾闆r對用戶披露。

構(gòu)建整車級的安全能力和機制，確保智能汽車真正讓消費者放心、安心成為發(fā)展的關鍵。而傳統(tǒng)功能車時代，汽車處于孤立單元，整車廠具有很強的功能安全保障機制，但基本未涉及網(wǎng)絡安全和隱私保護，也沒有相關應對經(jīng)驗。智能汽車時代亟需構(gòu)筑功能安全、網(wǎng)絡安全、隱私保護全方位防御護城河。

三、組織流程方面

3.1 組織架構(gòu)變革

組織架構(gòu)決定了產(chǎn)品架構(gòu)，想要什么樣的系統(tǒng)就要搭建什么樣的團隊。目前整車廠組織架構(gòu)示意圖如下所示。整車研發(fā)團隊主體是研發(fā)總部，同時在國內(nèi)外設置分支機構(gòu)。研發(fā)總部的機構(gòu)劃分有兩個維度，一個維度是車型，根據(jù)車型劃分為乘用車、商用車、客車、新能源車等車型開發(fā)部門；另一個維度是車輛功能模塊，根據(jù)車輛功能劃分為電子電氣、發(fā)動機、變速箱、車身等總成開發(fā)部門，其中軟件開發(fā)只是隸屬于電子電氣部門之下的一個專業(yè)模塊。在軟件開發(fā)專業(yè)模塊下，發(fā)動機電控系統(tǒng)、變速箱電控系統(tǒng)、車身電控系統(tǒng)等控制單元是由不同專業(yè)團隊獨立開發(fā)的。

圖 3-4 整車廠組織架構(gòu)示意圖

隨著軟件定義汽車時代到來，汽車電子電氣架構(gòu)向“域集中”、“中央集中”方向發(fā)展，電控單元之間的界線逐步模糊化。硬件被合并，軟件運行在同一控制單元當中。原來整車廠中很多部門的邊界被打破，在向中央集中式組織架構(gòu)邁進過程中，部門的邊界已經(jīng)變得非常模糊。

傳統(tǒng)的整車功能軟件是整體性、系統(tǒng)級的，在軟件定義汽車趨勢下，軟件架構(gòu)和形態(tài)上越來越強調(diào)分層解耦、標準化、模塊化和開放性。模塊具備標準清晰的接口，模塊之間可組合擴展，且可由不同的供應商提供。層出不窮的場景會催生出新的應用，這勢必要求軟件架構(gòu)具備足夠的開放性和魯棒性，面向不同的場景要能夠有高復用度、高延展性。中央計算平臺/域控制器通常采用面向服務的軟件架構(gòu)進行部署，下圖為面向服務的軟件架構(gòu)示意圖。

圖 3-5 面向服務的軟件架構(gòu)示意圖

為此，產(chǎn)業(yè)鏈中各利益相關方都需要從戰(zhàn)略出發(fā)調(diào)整公司組織架構(gòu)，建立一個自上而下驅(qū)動、基于共同戰(zhàn)略目標、能協(xié)調(diào)跨部門合作、平臺型的軟件組織，打破原來煙囪式的以功能模塊劃分的組織模式。

在組織機構(gòu)變革過程中，決策層戰(zhàn)略上的投入決心與定力起著至關重要的作用，如果決策層對軟件定義汽車發(fā)展趨勢缺乏判斷，那么在內(nèi)部變革碰到阻力時，就會碰到很多困難，結(jié)果可能是半途而廢。

3.2 汽車軟件人才

傳統(tǒng)整車廠對軟件的把控能力需要進一步提高

在過去的整車開發(fā)模式中，整車廠主要負責產(chǎn)品的功能需求定義與驗收，供應商負責根據(jù)整車廠釋放的需求規(guī)范進行軟硬件開發(fā)與驗證，并交付給整車廠，在這個過程中整車廠很少參與零部件產(chǎn)品的實際開發(fā)過程，從而導致整車廠現(xiàn)有研發(fā)團隊相對缺乏軟件開發(fā)能力。

在中央/域集中電子電氣架構(gòu)下，軟件架構(gòu)的復雜度大大提升。不同功能域的軟件模型或代碼如何集成到單一的 SoC 或 MCU 上，并且進行合理的算力分配與優(yōu)化，融合后的集成測試與驗證等都是汽車軟件開發(fā)人員面臨的技術挑戰(zhàn)。

隨著 SoC 等芯片技術的引入，許多 IT 技術領域的軟件技術將應用到汽車中，例如操作系統(tǒng)、SOA 中間件、AI 技術及復雜的以太網(wǎng)通訊協(xié)議等等，這些都對整車廠和供應商的軟件開發(fā)能力都提出了更高的要求。

傳統(tǒng)整車廠人才結(jié)構(gòu)以機械和動力為主，目前各整車廠正積極引入軟件工程、人工智能、車聯(lián)網(wǎng)、自動駕駛、電子工程等復合型人才，以快速調(diào)整現(xiàn)有人才隊伍結(jié)構(gòu)，增加軟件工程師的比例，確保企業(yè)在向軟件轉(zhuǎn)型、產(chǎn)品創(chuàng)新過程中保持競爭力。

汽車軟件人才緊缺的主要原因

汽車電子軟件開發(fā)屬于嵌入式軟件的一個分支，行業(yè)相對封閉，從業(yè)人員來源相對較窄，人員能力儲備不足，高度緊缺。

汽車工程師需要跨界，傳統(tǒng)的汽車電子電氣架構(gòu)工程師和嵌入式軟件開發(fā)工程師主要領域是 CAN 總線通信、控制器配電和線束、車輛物理拓撲、動力、底盤、娛樂、AUTOSAR CP 等，而軟件定義汽車大趨勢下，更多的 ICT 能力需要融入，增加了以太網(wǎng)、TSN、SOME/IP、SOA、Linux/QNX、Hypervisor、AUTOSAR AP 等領域技能。而來自互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)的軟件工程師，IT 軟件開發(fā)雖然能力強，但在汽車電子嵌入式硬件等領域，缺乏汽車工程和軟件技能。

綜上所述，行業(yè)中缺少既懂軟件又懂汽車的人才，尤其是系統(tǒng)架構(gòu)工程師，汽車軟件工程師處于緊缺的狀態(tài)。因此，很難通過短時間集中一大批的軟件人才形成成熟的軟件開發(fā)團隊。

3.3 開發(fā)模式變革

傳統(tǒng)汽車的軟件開發(fā)采用 V 字形瀑布式開發(fā)模式，如下圖所示。由于各開發(fā)部分之間相對獨立，更多只是在部分內(nèi)部展開局部性優(yōu)化，缺乏系統(tǒng)級平臺級的開發(fā)全局觀，很難做到整體優(yōu)化。同時各部分的開發(fā)時間都不一致，各部分之間的進度順序依賴很容易造成隊列效應，一旦出現(xiàn)某個部分開發(fā)發(fā)生延誤時，便會影響整體的開發(fā)進度。每個階段都過于依賴上個階段成果，導致開發(fā)成本較高且周期過長，而這些都是與“軟件定義汽車”要求整車廠必須縮短產(chǎn)品上市周期、產(chǎn)品基于消費者需求、支持不斷的迭代、對市場需求迅速響應等相矛盾。

圖 3-6 傳統(tǒng) V 字瀑布式開發(fā)流程圖

在軟件定義汽車背景下，汽車軟件開發(fā)將由傳統(tǒng)的瀑布式開發(fā)向敏捷開發(fā)模式轉(zhuǎn)變。敏捷式開發(fā)模式既有利于達到密切的協(xié)調(diào)合作，最大限度地減少管理成本，同時因其靈活的工作模式，使開發(fā)團隊可與用戶實現(xiàn)高度互動，采用最低可行性產(chǎn)品的形式快速滿足用戶需求，并在使用中不斷創(chuàng)新迭代，實現(xiàn)持續(xù)開發(fā)、持續(xù)集成、持續(xù)交付，體現(xiàn)軟件定義汽車的優(yōu)勢。主要體現(xiàn)如下：

軟件開發(fā)流程

傳統(tǒng)控制器的開發(fā)，遵循 V 型開發(fā)流程，以整車廠的需求為輸入，考慮信息安全和功能安全，嚴格執(zhí)行設計、實現(xiàn)、驗證的完整流程，最終也以控制器為對象完成需求的驗收，該流程的執(zhí)行有利于保障需求的完整實現(xiàn)。同時，整個流程也有質(zhì)保、流程、售后等部門參與其中進行評審和審核，以此形成良好的質(zhì)量管理和質(zhì)量保證體系。但整個流程相對封閉，不符合軟件快速迭代的開放性和擴展性要求。

開發(fā)交付方式

傳統(tǒng)汽車軟件的開發(fā)場景明確，軟件與硬件緊密耦合，對于嵌入式軟件的交付，并沒有明確的“軟件交付”的概念，軟件隨著控制器硬件一起交付。從技術層面，應用軟件與基礎軟件一起集成和固化，有明確統(tǒng)一的釋放節(jié)點。

隨著軟件定義汽車時代的到來，“軟硬分離，軟軟分離”逐漸成為了主旋律，嵌入式軟件從依附于硬件的一堆“代碼”真正脫胎換骨為獨立可售賣的產(chǎn)品；且這項產(chǎn)品可以在整個車輛的生命周期內(nèi)持續(xù)產(chǎn)生價值。從嵌入式軟件開發(fā)和驗證的技術層面，這樣的趨勢使得軟件要能夠快速迭代，持續(xù)更新持續(xù)交付。

項目管理

在傳統(tǒng)控制器開發(fā)中，在項目前期形成相對完備的系統(tǒng)架構(gòu)和軟件架構(gòu)，再向下分解到軟件組件，經(jīng)由詳細設計到達軟件開發(fā)。這樣的開發(fā)模式適合控制器的產(chǎn)品形態(tài)，依賴成熟技術的完整積累。

面向開放架構(gòu)/持續(xù)交付的軟件特性，在項目管理上，敏捷成為了關鍵詞，隨著軟件交付不再是統(tǒng)一固定的交付節(jié)點，軟件模塊在整個車輛生命周期都有新增的機會：模塊化軟件具備單獨交付的條件和場景，隨之而來的是軟件的設計/開發(fā)/測試/驗證的節(jié)點也隨之迭代起來，變化和持續(xù)交付是常態(tài)，這對整體的軟件項目管理提出了更高的要求。

綜上，汽車軟件開發(fā)模式由傳統(tǒng)的瀑布式開發(fā)向敏捷開發(fā)模式的變革，為軟件定義汽車落地面帶來巨大挑戰(zhàn)。

四、商業(yè)模式方面

4.1 產(chǎn)業(yè)分工價值鏈轉(zhuǎn)移

軟件定義汽車對產(chǎn)業(yè)鏈分工產(chǎn)生了顛覆性的改變，各利益相關方的分工變化如下圖所示：

圖 3-7 產(chǎn)業(yè)鏈中各利益相關方分工的變化

過去

大部分整車廠的職責是定義整車電子電氣配置特性，描述車型特性及功能，明確用戶明顯可見的汽車特征，比如“電動天窗”、 “全景天窗”等能夠被駕駛員或乘客所應用的功能，“防抱死系統(tǒng) ABS”或“車道偏離報警 LDW”等用戶能夠感受到的增加汽車安全的特性。

傳統(tǒng)模式下，整車廠協(xié)調(diào)各 Tier1 開發(fā)產(chǎn)品，裝配成試驗車，并通過一系列整車試驗完成產(chǎn)品認證，變更周期長。這種完全依賴 Tier1 的方式存在著執(zhí)行不靈活、業(yè)務效率低、數(shù)據(jù)碎片化等弊端，不滿足功能迭代快速上市的需求。

現(xiàn)在

各個整車廠在新型電子電氣架構(gòu)開發(fā)過程中，希望自上而下定義需求、功能和標準。在定義整車電子電氣配置特性時，需要講好用戶故事（User Story），明確作為一個<角色>, 想要<活動>, 以便于<取得商業(yè)價值>。并在此基礎上完成用例（Use Case）設計，復雜的系統(tǒng)設計和軟件設計，從而形成各電控系統(tǒng)的硬件需求和軟件需求，再分軟件、硬件單獨采購。當前電子電氣架構(gòu)實現(xiàn)方式一般有兩種，一種方式是與基礎平臺廠家建立合作，另外一種方式是自主研發(fā)、垂直整合。兩種方式都將導致供應關系發(fā)生根本性變化，原有傳統(tǒng)供應鏈體系變革存在阻力。

未來

整車廠、Tier1 和 Tier2 各司其職的價值鏈將被進一步打破，Tier1 甚至 Tier2 將深度參與整車廠主導的復雜系統(tǒng)設計和軟件設計，ICT 科技公司、互聯(lián)網(wǎng)公司、車載軟件公司等的涌入帶動供應鏈管理扁平化，產(chǎn)業(yè)鏈的各利益相關方還沒有明確邊界。軟件定義汽車總體規(guī)劃，SOA 頂層設計，整車廠應該負責哪一部分？Tier1 應該負責哪一部分？這些都是擺在整車廠面前的難題，如果全部自己做會耗費大量精力和財力，全部交給 Tier1 廠家又很難形成產(chǎn)品差異化，如何進行業(yè)務分工，厘清整車廠與 Tier1 廠家邊界是目前面臨的挑戰(zhàn)。

4.2 車企傳統(tǒng)供應鏈模式轉(zhuǎn)變

整車廠傳統(tǒng)采購模式主要圍繞硬件制定組織、流程和工具，而面向當前及未來軟件定義汽車所要求的電子電氣架構(gòu)正由信號導向向服務導向轉(zhuǎn)變，并帶來軟硬件的充分解耦與供應鏈協(xié)同模式的轉(zhuǎn)變。整車廠已經(jīng)開始思考軟件的 Maker-or-Buyer 策略、采購策略、質(zhì)量保障以及組織優(yōu)化等關鍵問題，比如：

軟件價值鏈的哪些環(huán)節(jié)應由整車廠自研把控？哪些環(huán)節(jié)應該交給外部供應商來提供？
整車廠如何與供應商協(xié)作以有效保障和把控軟件系統(tǒng)的開發(fā)成熟度與完成度？
針對軟件開發(fā)，整車廠如何調(diào)整長期合作關系與并購投資規(guī)劃？如何拓展與軟件供應商以及其他伙伴的合作關系？

4.3 行業(yè)盈利模式變革

傳統(tǒng)模式下汽車行業(yè)都是通過汽車銷售掙錢，用戶花錢買到的也是車輛本身，例如發(fā)動機、變速箱、底盤、駕駛室等，整車廠賺的是材料成本和汽車售價的差價。現(xiàn)在汽車硬件越來越同質(zhì)化，配件行業(yè)越來越透明，整車廠利潤越來越薄。

在軟件定義汽車時代，不拼硬件拼軟件。整車廠將車輛提供的所有服務在服務注冊中心進行注冊，所有用戶，包括企業(yè)用戶、個人用戶和生態(tài)用戶都可以通過服務注冊中心訂閱服務。服務訂閱示例如下圖所示。例如通過服務訂閱可以讓用戶的車輛具有語音控制功能，包括控制車速、燈光開啟和亮度、車窗升降、空調(diào)溫度和風量等等，語音控制服務可以一次性付費購買，也可以每月付費租用。這些功能不需要額外安裝硬件，只需要軟件工程師編寫代碼即可，而軟件開發(fā)可以在不增加任何成本的情況下進行不斷復制，所以只需要有好的創(chuàng)意，利潤空間無上限。

圖 3-8 服務訂閱示例

整車廠通過硬件預埋和服務訂閱將后市場打造成新的利潤增長引擎。越來越多的整車廠將以接近成本價的價格銷售汽車，并主要通過軟件為用戶提供附加價值，這不僅會降低消費者的購車成本，更會讓用戶享受到萬物互聯(lián)的實質(zhì)便利。整車商業(yè)模式由一次性前裝收費轉(zhuǎn)變?yōu)楹笫袌鲇嗛喅掷m(xù)收費，構(gòu)建有競爭力的盈利模式并真正帶來商業(yè)價值是很大的挑戰(zhàn)，挑戰(zhàn)主要體現(xiàn)在：

一、后市場持續(xù)變現(xiàn)能力有待進一步挖掘

軟件落地應用后，復制成本微乎其微，軟件的盈利規(guī)模完全基于目前軟件載體（車）的保有量和選裝軟件的用戶占比。然而后市場持續(xù)變現(xiàn)能力還有待進一步挖掘。

造車新勢力創(chuàng)收潛力大，但難于形成規(guī)模。最大的問題是自費選裝軟件普及率低，比如，中國市場特斯拉 FSD 的選裝率僅有 1%-2%；其次造車新勢力的用戶基數(shù)與傳統(tǒng)整車廠的差距懸殊。

傳統(tǒng)整車廠擁有著大批品牌簇擁者，這使得傳統(tǒng)整車廠的營商環(huán)境比新勢力更友好。但也正是由于用戶黏性的存在，傳統(tǒng)整車廠在轉(zhuǎn)型過程中又不得不兼顧到各個年齡段的用戶，而開發(fā)各年齡段、多層次的用戶都能夠輕松上手的智能軟件也絕非易事。

二、硬件預置與成本壓力難平衡

雖然軟件決定產(chǎn)品性能，但是硬件決定產(chǎn)品性能的天花板，再強大的功能也要依托硬件來實現(xiàn)。所以為保證車輛在一段時間內(nèi)的成長屬性，需要預置更多的硬件設備。而傳統(tǒng)整車廠的商業(yè)模式很少考慮后續(xù)的升級需求，在成本壓力巨大的競爭模式下，很難預留芯片算力、存儲空間、冗余模塊用于后續(xù)升級，基本上都是剛剛好滿足當前功能需求。所以在如何平衡硬件預置與成本壓力方面存在挑戰(zhàn)。

三、軟件產(chǎn)品思維轉(zhuǎn)變的挑戰(zhàn)

新的商業(yè)模式將更多地關注駕乘人員的個性化、體驗化的功能需求。這將在產(chǎn)品開發(fā)最前端進行轉(zhuǎn)變，需要更多深諳用戶體驗的產(chǎn)品經(jīng)理來根據(jù)不同細分消費群體的特征來設計定義相關的功能需求，而往往這些產(chǎn)品經(jīng)理通常對汽車的了解較少，設計的功能往往在落地性方面難度較大。

如何構(gòu)建具有競爭力的商業(yè)模式形成大規(guī)模持續(xù)變現(xiàn)，技術上如何選擇可持續(xù)演進的軟件架構(gòu)，以支持未來的附加功能或按需服務，目前還處于雛形階段。

五、生態(tài)協(xié)同方面

在新型電子電氣架構(gòu)領域，目前大部分整車廠和供應商短期內(nèi)都聚焦在平臺基礎建設，例如新架構(gòu)的硬件、軟件中間件、SOA 架構(gòu)及原子服務等開發(fā)落地。長期來看，在 SOA 架構(gòu)及廣義的整車操作系統(tǒng)建設初步成熟后，豐富的上層應用生態(tài)才是未來價值增長的關鍵點，擁有巨大的想象空間。而創(chuàng)造出豐富的應用的核心是打造繁榮的開發(fā)者生態(tài)，以智能手機行業(yè)在中國的開發(fā)者生態(tài)數(shù)據(jù)為例，詳見下表。

表 3.2 中國智能手機行業(yè)生態(tài)數(shù)據(jù)統(tǒng)計

圖 3-9 手機行業(yè)開發(fā)者平臺的商業(yè)模式

部分整車廠和零部件供應商已經(jīng)開始布局并建設汽車應用軟件的開發(fā)者生態(tài)，但是相比于智能手機行業(yè)，汽車應用軟件開發(fā)者生態(tài)的挑戰(zhàn)更大，主要體現(xiàn)如下：

第一：各整車廠之間的標準、接口規(guī)范不統(tǒng)一

汽車是一個定制化、非標化程度很高的產(chǎn)品，各整車廠設計的電子電氣架構(gòu)下的軟硬件接口各不相同，并都在開發(fā)定義自己的汽車操作系統(tǒng)、服務接口、開發(fā)工具鏈等，這意味著同一個應用要落地到不同品牌的汽車上可能需要經(jīng)過大量的開發(fā)適配工作，從而導致應用開發(fā)和部署成本很高，一定程度上會影響開發(fā)者參與的意愿度。

第二：單一整車廠的體量和用戶基數(shù)有限，難以吸引到大量的開發(fā)者

單一整車廠的用戶數(shù)量有限，大部分國內(nèi)整車廠每年不到 200 萬輛，小整車廠可能只有 10 萬量不到，再加上前面提到的各車廠的標準、接口都不相同，意味為單次應用開發(fā)及部署開發(fā)可觸達的用戶有限。

第三：汽車軟件開發(fā)的專業(yè)性要求度高，落地見效周期長

汽車作為安全屬性很高的產(chǎn)品，這就需要開發(fā)者具備較強的專業(yè)知識背景，所開發(fā)的應用要確保不能影響功能安全及信息安全要求，需要經(jīng)過長時間的測試驗證才能部署到汽車上使用。

end