👻 👨🏻‍💼 🚹 كيف يمكن لمطوري البرمجيات تولي صناعة السيارات 🧙🏿 📨 ✡️

تمت تغطية المداخل السبعة الأولى في هذا الجدول في مقال سابق . تم تلخيص باقي منصات البرامج ، وتم تمييزها باللون الأحمر في العمود الأول.

ملاحظة: AUTOSAR = هندسة نظام السيارات المفتوح ؛ AGL = نظام لينكس من فئة السيارات CS = الأمن السيبراني ؛ ECU = وحدة التحكم الإلكترونية ؛ NCAP = البرنامج الأوروبي لتقييم السيارات الجديدة ؛ SoC = الأنظمة الموجودة على شريحة ؛ SW = SW ؛ TSP = مزود الخدمة عن بعد ؛ الأمم المتحدة = الأمم المتحدة.

يحتاج صانعو السيارات إلى استراتيجيات برامج ذكية. سيتطلب المقدار المتزايد من وظائف البرامج في طرازات السيارات الجديدة من الشركات المصنعة تحسين مهاراتهم في هذا المجال ، ومع ذلك هناك شيء مفقود في صناعة السيارات.

أصبحت الخبرة والتجربة في مجال البرمجيات من الكفاءات الأساسية التي تفتقر إليها صناعة السيارات. سيتطلب المقدار المتزايد من وظائف البرامج في طرازات السيارات الجديدة من مصنعي المعدات الأصلية وبائعي Tier-1 ومطوري البرامج ترقية مهاراتهم. يعد تطوير منصة البرامج إستراتيجية ضرورية لمواكبة طفرة البرامج المدفوعة بالطلب المتزايد على المركبات المتصلة وأنظمة المعلومات والترفيه متعددة التطبيقات وميزات ADAS المتعددة.

في هذه المقالة ، سألخص نظرة عامة على التحديات والفرص في صناعة السيارات. للقيام بذلك ، سننظر في منصات البرامج الخاصة بالسيارات وظروف السوق واتجاهات التكنولوجيا. هذه هي المقالة الثالثة في سلسلة مقالات نُشرت على مدار شهر - وكلها تركز على منصات البرمجيات.

بادئ ذي بدء ، اسمحوا لي أن ألخص الوضع الحالي للسوق لمنصات البرامج الحالية في صناعة السيارات - لهذا ، يتم تقديم الجدول أعلاه.

منصات البرامج عبر الهواء

جاءت تقنية تحديث البرامج عبر الهواء (OTA) من صناعة التكنولوجيا الفائقة وأصبحت هذه الأنظمة جزءًا لا يتجزأ من سوق برمجيات السيارات. من المهم بشكل خاص أن تعمل صناعة السيارات مع المنصات الرئيسية التي يمكن ترقيتها عبر الهواء - ويحتاج موردو المستوى 1 إلى قيادة الطريق في هذا السوق.

تعد Harman (جنبًا إلى جنب مع عمليات الاستحواذ على Red Bend و Symphony-Teleca لعام 2015) المزود الرائد لأنظمة البث المباشر. أيضًا ، بعد شراء Movimento في عام 2017 ، دخلت Aptiv هذا القطاع من السوق. هناك أيضًا عدد من بائعي المستوى الأول الآخرين الذين يقدمون حلول OTA من خلال عمليات الاستحواذ أو الشراكات مع بائعي التكنولوجيا الفائقة. تشمل هذه المجموعة جنرال موتورز وفورد وبي إم دبليو وتيسلا ، وقد تنضم شركات تصنيع المعدات الأصلية الأخرى في المستقبل. تعتمد تحديثات برامج Tesla على حلول من Harman. تقود Tesla الطريق في فضاء OTA - تصدر الشركة حاليًا حوالي 10 تحديثات رئيسية لوحدات التحكم الإلكترونية الخاصة بها كل عام (دون احتساب العديد من التحديثات لنظام الطيار الآلي).

يقوم بعض صانعي السيارات بتطوير منصات OTA الخاصة بهم ، وعادةً ما تجمع بين الدراية الفنية والتقنيات المتاحة من الحلول الحالية. تعتبر منصة برامج Harman's Redbend OTA رائدة في تحديثات البرامج عن بُعد في صناعة السيارات.

هناك أيضًا تقنية جديدة للتحديث عبر الهواء تظهر الآن ، وهي تضع OTA كبرنامج لإدارة دورة الحياة مع التركيز على مراحل التطوير والاستخدام. وبالتالي ، سيتم دمج وظائف OTA مع منصات تطوير البرامج كجزء من أدوات الصيانة الخاصة بهم. مثال على شركة تتخذ هذا النهج هو Aurora Labs. تتمثل الإستراتيجية في استخدام منصة OTA كأداة للتنبؤ بالبرمجيات للمساعدة في تحديد وإصلاح أخطاء البرامج. يدفع هذا الاتجاه أيضًا منصات OTA إلى سوق الخدمات.

منصات الأمن السيبراني

يجب أن يحمي برنامج الأمن السيبراني الأنظمة المختلفة الموجودة في السيارة. في المركبات ذات وظائف الشبكة ، تعتبر المكونات المسؤولة عن الربط في غاية الأهمية. لحمايتهم ، تحتاج إلى برنامج خاص (ومكونات أجهزة مدمجة) تكون مسؤولة عن ضمان الأمن السيبراني. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن تجهيز أجهزة الشبكة ببرنامج لحماية البيانات التي تتم معالجتها بواسطة أنظمة المركبات المختلفة. تحتوي وحدات التحكم الإلكترونية الأكثر أهمية أيضًا على برنامج حماية بيانات مدمج. هناك العديد من شركات الأمن السيبراني التي تركز على صناعة السيارات (وكان الكثير منها مجرد شركات ناشئة). ومن أمثلة هذه الشركات Argus (التي استحوذت عليها شركة Continental) و GuardKnox و Karamba و Iredeto و Regulus Cyber و SafeRide Technologies و Trillium Secure.

تعتبر Argus رائدة السوق في مجال الأمن السيبراني للسيارات. تشمل حلول Regulus Cyber الحماية من انتحال GPS (وهي مشكلة متزايدة الخطورة). تحمي حلول SafeRide شبكات إيثرنت للسيارات.

وتجدر الإشارة أيضًا إلى أهمية حلول الأمن السيبراني ، وهي عبارة عن منصات SaaS سحابية - يطلق عليها عادةً مراكز تشغيل الأمن السيبراني (SOCs - مركز عمليات الأمان). يمكن استخدام منصات Cloud SaaS بدون عملاء الأمن السيبراني للسيارات للأساطيل. Upstream Security هي واحدة من الشركات الرائدة في تقديم خدمات مماثلة لصناعة السيارات. تقدم بعض الشركات التي تقدم برامج الأمن السيبراني للعملاء أيضًا منصات SaaS التي تتفاعل مع عملاء و / أو أجهزتهم في برامج السيارات.

منصات وحدة التحكم الإلكترونية المستخدمة في المقصورة

تجمع وحدات التحكم الإلكترونية في المقصورة بين عرض قمرة القيادة ووظائف المعلومات والترفيه في نظام واحد. يمكن أن تتضمن الأنظمة التي تحتوي على وحدات التحكم هذه شاشات متعددة - مثل شاشات عرض الأدوات وشاشات العرض المركزية وشاشات HUD. تتضمن أنظمة المعلومات والترفيه عدة أنظمة فرعية: صوت السيارة ومجموعة متنوعة من واجهات المستخدم (المقابض وشاشات اللمس والتعرف على الكلام) وتكامل تطبيقات الهاتف الذكي. من المرجح أن يتم تنفيذ أنظمة الاتصالات عن بُعد في الإصدارات المتطورة.

يتطلب هذا التكامل منصات برمجية أكثر قوة وهو مبني على منصات أجهزة عالية الأداء مع أنظمة على شرائح. وتتمثل فائدة هذا التكامل في التخلص من العديد من وحدات التحكم الإلكترونية والأنظمة الفرعية ، مما يؤدي إلى توفير تكاليف الأجهزة وتقليل الأجزاء والموردين وتوفير الوزن والمساحة.

بالنسبة للجزء الأكبر ، تعتمد منصات البرامج الخاصة بوحدات التحكم الإلكترونية في المقصورة على منصات لأنظمة المعلومات والترفيه (مثل أنظمة التشغيل وأنظمة OTA وحلول الأمن السيبراني والمساعدين الصوتيين وأنظمة تكامل تطبيقات الهواتف الذكية وغيرها). بحكم التعريف ، يجب أن يخدم نظام التشغيل أنظمة الأمان الحرجة - وهذا مطلوب بموجب شهادة ISO 26262. إذا تم استخدام Linux ، فسيتطلب برنامج Hypervisor ونظام تشغيل معتمد إضافي.

لا تزال صناعة كابينة وحدة التحكم الإلكترونية تتطور حيث بدأ الإنتاج على نطاق واسع فقط في عام 2017. تعد إمكانات نمو منصات البرامج وشرائح SoC كبيرة (قد يتم إنتاج عشرات الملايين من هذه الأجهزة بعد عام 2025).

كان Visteon من أوائل الشركات الرائدة في سوق وحدات التحكم في مقصورة الركاب (جنبًا إلى جنب مع Aptiv ، أول من دخل السوق). أيضًا ، العديد من موردي المستوى 1 مستعدون للإنتاج التسلسلي لمنتجاتهم في هذا المجال: بوش ، كونتيننتال ، هارمان ، ماريلي وباناسونيك.

منصات برمجية لـ ADAS

تتضمن أنظمة ADAS العديد من الوظائف لمساعدة السائقين أثناء القيادة. تأخذ أنظمة ADAS في الاعتبار مستويات SAE من الاستقلالية: من 0 إلى 3. لا توجد أتمتة عند المستوى صفر ، فهي تتضمن فقط وظائف التحذير (على سبيل المثال ، المساعدة في ركن السيارة ، والنقطة العمياء ، وتحذيرات مغادرة المسار والتصادم ، ومراقبة السائق) ... تتوفر ميزات المستوى الصفري في جميع المركبات التي تُباع في معظم البلدان تقريبًا.

توفر وظائف المستوى 1 مساعدة السائق وتحكمًا محدودًا في السيارة. السمات الرئيسية الثلاثة لهذا المستوى هي التحكم التكيفي في ثبات السرعة وتمركز الممر والوقوف شبه التلقائي. يتضمن المستوى الثاني أتمتة جزئية ، لكن لا يزال يتعين على السائق مراقبة السيارة باستمرار. تتضمن ميزات المستوى الثاني المساعدة في الازدحام المروري والطيار الآلي الجزئي. تتكون الطبقة الثالثة في الغالب من أنظمة الطيار الآلي المتقدمة لظروف القيادة المختلفة (مثل الطرق السريعة والمناطق الحضرية منخفضة السرعة ومواقف السيارات الأوتوماتيكية). يمكن تشتيت انتباه السائق عن عملية القيادة ، ولكن يجب أن يكون جاهزًا لتولي السيطرة في غضون ثوانٍ قليلة إذا تطلب نظام المستوى الثالث ذلك.

يتم تحديد جميع وظائف أنظمة ADAS بواسطة برنامج يستقبل البيانات من الكاميرات والرادارات وأجهزة الاستشعار فوق الصوتية. بالنسبة لأنظمة المستويين 2 و 3 ، يتم تطوير ليدار الميزانية.

تعتبر اللوائح عاملاً مهمًا للغاية في الحديث عن نمو سوق ADAS حيث تبنت الأمم المتحدة معايير أمان شاملة. يتم تنفيذ هذه المعايير من قبل العديد من المنظمات الإقليمية لبرنامج NCAP. تعمل المنظمات الأوروبية لتقييم السيارات الجديدة على جدول زمني صارم للغاية.

في البداية ، أنشأ السوق وحدات تحكم لأنظمة ADAS مع التركيز على دمج وظائف المستوى 0 و 1. ينصب التركيز الرئيسي في العمل على وحدات التحكم الإلكترونية هذه على وظائف المستويين 2 و 3 ، حيث يتم استخدام أنظمة مختلفة على الرقائق ومنصات البرامج الكبيرة.

إذا كنت تبحث عن معلومات مفصلة عن تنفيذ ADAS ، فإن IHS Markit لديها بيانات تاريخية وتنبؤية عن OEM وطراز الجهاز في سياق جميع وظائف ADAS (بما في ذلك المستشعر والتطبيق ومعلومات البائع).

منصات برمجيات السيارات ذاتية القيادة

ستكون منصات برامج المركبات ذاتية القيادة متعددة الوظائف ومعقدة. من المحتمل أن يحتاج برنامج التشغيل الافتراضي إلى أكثر الأنظمة الأساسية تعقيدًا مع قاعدة بيانات ضخمة. تقوم العديد من الشركات بتطوير منصات برمجية للمركبات غير المأهولة. من أجل الحصول على فكرة عن العديد من اللاعبين في هذا السوق ، يقدم هذا المقال صورة للشركات الرئيسية والصلات بينها. تم جمع هذه الصورة في أوائل مايو 2020 وقد تغير الكثير بالفعل. سيتم تحديث الرسم التخطيطي هذا الخريف.

يعد برنامج مجموعة المستشعرات مجالًا آخر من مجالات تطوير منصة البرامج التي ترتبط ارتباطًا وثيقًا ببرنامج التشغيل الافتراضي. تتضمن هذه المنصات مجموعة متنوعة من تقنيات الذكاء الاصطناعي. تقوم العديد من الشركات بتطوير واختبار وتحسين وظائف مجموعات المستشعرات أو مكونات النظام الأساسي أو الخوارزميات الأساسية. تعمل معظم شركات برامج التشغيل الافتراضية أيضًا على تطوير منصات برمجية لمجموعات أجهزة الاستشعار.

أيضًا ، يتوقع الكثيرون أن تكون منصات البرامج الخاصة بالتحكم عن بعد في المركبات غير المأهولة مهمة جدًا في السوق. يعد التحكم عن بعد أمرًا إلزاميًا في كاليفورنيا في المركبات التي لا يوجد فيها سائق بشري لضمان سلامة القيادة (والعديد من المناطق الأخرى تنسخ هذه السياسة). تشمل شركات تكنولوجيا التحكم عن بعد Phantom Auto و Ottopia و Designated Driver و DriveU.

سيتطلب برنامج السيارة ذاتية القيادة نظام تشغيل حديثًا لإدارة جميع البرامج والأجهزة ، بما في ذلك أجهزة الاستشعار المتعددة. تتمتع QNX بموقع جيد في سوق الطائرات بدون طيار ، وقد اختارها Nvidia والعديد من الآخرين لحلولهم.

من المهم أن تتذكر أن معظم مصنعي المعدات الأصلية يرغبون في الحصول على نسختهم الخاصة من النظام الأساسي لبرامج المركبات الذاتية. هذا هو النهج القياسي في صناعة السيارات ومن المرجح أن يتوسع ليشمل منصات البرامج للمركبات ذاتية القيادة. أن تشارك إرادة الشق 1 البائعين في منصات البرمجيات لمصنعي المعدات الأصلية (وإذا كان الأمر كذلك، كم عدد اللاعبين سوف يكون هناك في هذا السوق؟) - سؤال واحد لا يزال

الجزء منصة برمجية للمركبات غير مأهولة هي متنوعة ومتعددة الأوجه، وتنمو بسرعة. عندما يكون هناك المزيد من المعلومات ، فإن الأمر يستحق كتابة مقال منفصل حول هذا الموضوع.

احتمالات تكلفة البرمجيات في صناعة السيارات

غالبًا ما يكون تقدير تكلفة برامج السيارات شكلاً من أشكال الفن وليس من الأسهل القيام به مقارنة بالبرامج في الصناعات الأخرى. دعونا نلقي نظرة على الصورة الكبيرة أولاً - كم سيكلف تطوير كل البرامج الجديدة للسيارة؟ لنفترض أن قاعدة الكود لهذا المشروع ستكون 100 مليون سطر. لذلك نحن بحاجة إلى حساب تكلفة كتابة سطر واحد من التعليمات البرمجية. هناك الكثير من البيانات حول قطاعات مختلفة من سوق تطوير البرمجيات. أعتقد أن البيانات الأكثر فائدة (في سياق برامج السيارات) ستكون من منشور بواسطة Phil Koopman نُشر في أكتوبر 2010.

ينص هذا المنشور على أن تكلفة كل سطر من التعليمات البرمجية للبرامج المضمنة تتراوح من 15 دولارًا إلى 40 دولارًا. مقابل 40 دولارًا ، تحصل على كود صناعي قوي ومدروس جيدًا يمكن تطبيقه على صناعة السيارات. نظرًا لأن هذه البيانات عمرها عشر سنوات تقريبًا ، فمن المحتمل أن تكون التكلفة قد زادت ، لكنني سأبدأ برقم 40 دولارًا. هذا يعني أنه سيكلف 4 مليارات دولار لتطوير نظام مناسب للاستخدام في السيارات مع قاعدة كود 100 مليون سطر. من الواضح أن هذا يعني أن العديد من الأشخاص يرغبون في إعادة استخدام منصات برامج السيارات وتحديثها قدر الإمكان.

الجانب التالي لتقدير تكاليف البرنامج هو حقوق ملكية البرامج لكل عميل المدرجة في مبيعات السيارة السنوية. عادةً ما تكون هذه الإتاوات بضعة دولارات (أو أقل) لكل وحدة مباعة. تتراوح رسوم استخدام نظام تشغيل (مثل QNX) من 10 دولارات أو أقل (لأنظمة الاتصالات عن بُعد) إلى 15 دولارًا (لأنظمة المعلومات والترفيه). هذا لا يشمل تكلفة صيانة وتحديث البرنامج - عادة ما يتم التفاوض عليها بشكل منفصل كجزء من مشروع تطوير.

تختلف تكلفة تطوير برامج السيارات حسب قطاع وحدة التحكم الإلكترونية. يعد تطوير البرامج لأنظمة المعلومات والترفيه أمرًا شائعًا ، وهو أمر ضروري لمعظم الطرز الجديدة. سيكلف نظام المعلومات والترفيه المتطور للطراز الجديد حوالي 20 مليون دولار للبرامج ونفس الشيء بالنسبة للأجهزة. سيكون متوسط فترة التطوير 2-3 سنوات ، (بما في ذلك جميع الاختبارات والتحقق).

ماذا عن تكلفة برامج المركبات ذاتية القيادة؟ هناك الكثير الذي لا نعرفه حتى الآن بسبب حقيقة أن العديد من الجوانب غير واضحة. مهما كان الأمر ، فقد تجاوزت استثمارات صناديق الاستثمار في هذه الصناعة بالفعل 20 مليار دولار ، على الرغم من عدم إنفاق كل هذه الأموال حتى الآن.

ستستخدم صناعة المركبات المستقلة العديد من منصات البرامج التي ستولد إتاوات مبيعات (بالإضافة إلى رسوم الخدمة لخدمات SaaS حتى نهاية دورة حياتها). ستكلف الإتاوات في سوق برمجيات المركبات المستقلة أكثر بكثير ، حيث تتراوح من 150 دولارًا إلى 300 دولار لكل مركبة. ومع ذلك ، سيأتي الجزء الأكبر من عائدات البرامج ذاتية القيادة من رسوم خدمة SaaS الشهرية التي يتم جمعها من جميع المركبات ذاتية القيادة على الطريق. ستساوي الرسوم السنوية تقريبًا الإتاوات الأصلية. يمكن إعادة حساب رسوم خدمة SaaS بناءً على الأميال - ثم ستكون تكلفة كل مركبة فردية أقل.

خاتمة

مصنعي المعدات الأصلية قادرة على النفوذ والجمع بين منصات البرمجيات والخبرات طرف ثالث والخبرات مع الحلول الخاصة بها ستكون الفائزين على المدى الطويل في النمو بسرعة في سوق النقل يحركها البرمجيات (بالنظر إلى العديد من الابتكارات القادمة من شركات البرمجيات ذات التقنية العالية.)

مصنعي المعدات الأصلية يريدون مزيدًا من التحكم في البرنامج لأنه يحدد معظم وظائف السيارة (وكيف يتفاعل المستخدمون مع سياراتهم). ومع ذلك ، يجب أن تعتمد الشركات المصنعة للمعدات الأصلية على منصات البرامج المعيارية والابتكارات التي ينشئها بائعو البرامج.

يتحول نموذج أعمال برمجيات السيارات نحو الخدمات والعلاقات القائمة على SaaS. هذا أمر جيد لبائعي البرامج ، حيث تتناسب عائداتهم مع عائدات السيارات (والتي يمكن أن تكون 10 أضعاف المبيعات السنوية). لكن سيحتاج مصنعي المعدات الأصلية إلى خفض التكاليف الإجمالية من خلال بناء برامج أكثر موثوقية. تتوقع الشركات المصنعة للمعدات الأصلية أيضًا أن تؤدي وظائف البرامج التي تمت ترقيتها إلى توليد المزيد من الإيرادات على مدار عمر البرنامج (كما تفعل Tesla بالفعل).

الشواغر

, , , - .

, , , .

, , . , , , , , .

, , .

- automotive . 2500 , 650 .

, , . ( 30, ), -, -, - (DSP-) .

, . , , , . , automotive. , , .

كيف يمكن لمطوري البرمجيات تولي صناعة السيارات