MathWorks：重塑汽车软件开发体系

近年来，汽车逐步由机械驱动向软件驱动过渡，“软件定义汽车”逐渐成为业内共识。不可置否，在现代汽车制造中，软件体系的差异化逐渐成为汽车价值差异化的关键。据悉，未来软件将占据未来汽车创新的90%，汽车主机厂和零部件厂商，都面临着从“硬”到“软”的产品与服务转型重构阶段。

汽车数字化转型中的挑战和机遇

纵观汽车行业的变革路程，经历了两次数字化的转型。第一次数字化转型是用软件提升硬件能力，最开始源于解决发动机排放的问题，随后除了发动机，和安全与性能相关的零部件都希望通过软件叠加电子电器硬件的方式去提升车的性能。在这个过程中遇到了一些挑战：从设计上来讲，利益相关方无法有效进行评审；在实现过程中发现问题比较晚，导致修复成本很高；对于大多数机械背景或者车辆背景的汽车工程师来讲，对于软件开发并不熟悉。

“在二十年前，汽车行业将基于模型开发体系引入到软件开发过程，用图形化的方式去构建算法，可以在Simulink平台上做仿真测试，然后将图形化的算法自动转换成代码，这大大降低了软件开发的门槛。”MathWorks中国区汽车技术经理董淑成分享道。

第二次数字化转型是近些年比较热的“软件定义汽车”。随着电动化、智能化、网联化的浪潮推动，消费者对于汽车技术有了更多的预期。在这个过程中，软件和硬件在汽车中的地位发生着变化，硬件变成载体，软件则为用户提供更多的体验，有的车企则公开将自己定义为一个软件公司。

“这一次的数字化转型对于汽车开发体系来说有着很大的挑战，从前的开发模式无法应对软件定义汽车的大趋势。MathWorks和汽车行业有着紧密的联系，要解决这一问题，可以从系统工程、软件工厂、数据驱动、虚拟车辆这四个方向着手。”董淑成说道。

整合系统、软件和数据

系统工程是为了应对复杂多学科系统设计而产生的一门学科，涵盖了车辆设计中的各种问题。MathWorks提供了基于模型的系统工程的实现工具，从MBD演化到MBSE，系统工程师可以从不同的维度去看这个模型。包括奔驰、博世、福特等汽车行业的企业都应用MathWorks的产品实现了系统架构设计。

软件工厂旨在提供持续快速交付高质量软件产品的能力。现如今，开发一辆车需要的时间大大缩短了，车上软件比重非常高，对于软件开发交付也提出了非常高的要求，这需要融合敏捷开发理念和流程，需要从持续集成到开发运营不停对软件进行迭代。MathWorks可以在不同的环节将MATLAB软件应用在开发过程中。

随着数据越来越重要，数据驱动的能力也变得越来越重要。MathWorks本身是一个科学计算软件开发公司，在数据领域有着天然的优势，其擅长于统计、优化、分析等功能，并且可以进行算法部署，卡特彼勒、本田、BMW等都有相关的算法应用案例。

虚拟车辆可以建模仿真车辆完整功能行为，让功能设计者可以在几分钟内以适当的详细程度集成系统、软件和数据创建出一辆虚拟车辆，用于对功能进行仿真，从而开展原型设计虚拟标定和虚拟验证。除了车辆和软件的仿真之外，MathWorks的RoadRunner软件可以帮助自动驾驶开发的工程师构建非常逼真的虚拟场景。

“系统工程、软件工厂、数据驱动、虚拟车辆这四种能力并不孤立，对于软件的设计优化都有至关重要的作用。”董淑成举例说道，“例如，数据驱动可以让车企利用车辆运行中的数据不断优化车辆性能，给车主提供个性化的服务，但数据驱动开发能力的实现又有赖于虚拟车辆。”

写在最后

近些年，国内的车企和零部件供应商在软件开发的成熟度上有了很大的提升。此外，经过多年的努力，软件的可靠性和稳定性也得到提升。在董淑成看来，接下来企业要做的就是优化开发过程以提升开发效率，谁的开发效率更高谁就能占据成本优势；此外，需要优化算法提升产品性能。

此外，董淑成还分享了汽车行业的另外一大趋势——软件架构在发生变化。从前，软件是面向信号的，一辆车上有多个控制器。由于现在汽车上的软件越来越多，面向信号的软件架构无法应对这种软件的复杂度，慢慢转变为面向服务的软件架构——SOA架构。随着软件模块的应用，就像有一个应用app，其有服务接口，可以做到模块之间的松耦合，以应对复杂的软件应用。

来源：荣格-《国际汽车设计及制造》

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