一部汽車數(shù)億行代碼！軟件是如何吞噬汽車的？
[導(dǎo)讀]【CSDN編者按】隨著自動(dòng)駕駛和新能源汽車的到來(lái)，傳統(tǒng)汽車行業(yè)面臨數(shù)字化沖擊，其中，軟件迅速占領(lǐng)汽車制造業(yè)，將為汽車增加數(shù)億行代碼并成為整個(gè)生態(tài)鏈的重要一環(huán)，而傳統(tǒng)汽車行業(yè)又該如何應(yīng)對(duì)？作者|?RobertCharette??翻譯|彎月出品|《新程序員》有關(guān)半導(dǎo)體芯片的持續(xù)短缺導(dǎo)...
圖1 芯片短缺對(duì)全球汽車產(chǎn)量的影響（圖表制作者：MARK MONTGOMERY）半導(dǎo)體芯片的短缺不僅突顯了汽車供應(yīng)鏈的脆弱，也使當(dāng)今汽車行業(yè)對(duì)隱藏在車輛內(nèi)的數(shù)十臺(tái)計(jì)算機(jī)的依賴曝光在人們的視野中。美國(guó)克萊門(mén)森大學(xué)國(guó)際汽車研究中心汽車工程系主任Zoran Filipi表示：“沒(méi)有其他行業(yè)像汽車業(yè)一樣經(jīng)歷著如此迅速的技術(shù)變革。這種發(fā)展的推動(dòng)力來(lái)自即將到來(lái)的需求、越來(lái)越嚴(yán)格的二氧化碳排放標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)還伴隨著以前所未有的速度發(fā)展的自動(dòng)化與信息娛樂(lè)，而且還需要滿足客戶對(duì)性能、舒適性以及實(shí)用性的期望?！?/span>面向汽車業(yè)，未來(lái)幾年將發(fā)生更大的變化。為了減緩全球氣候變化，越來(lái)越多的汽車制造商都承諾逐步淘汰內(nèi)燃機(jī)動(dòng)力汽車，并最終由能夠自動(dòng)駕駛的電動(dòng)汽車取而代之。過(guò)去十年間，內(nèi)燃機(jī)動(dòng)力汽車取得了快速發(fā)展，但它的結(jié)局早已在冥冥之中注定。慕尼黑技術(shù)大學(xué)信息學(xué)名譽(yù)教授、汽車軟件專家Manfred Broy指出：“過(guò)去軟件是汽車的一部分，而如今軟件決定了汽車的價(jià)值。車輛的成功對(duì)于軟件的依賴超出了對(duì)機(jī)械的依賴。”他表示，如今幾乎所有汽車制造商或業(yè)內(nèi)人士所談?wù)摰能囕v創(chuàng)新都與軟件有關(guān)。十年前，只有高端汽車才包含100多個(gè)基于微處理器的電子控制單元（Electronic Control Unit，ECU），這些ECU在車身內(nèi)形成了網(wǎng)絡(luò)，執(zhí)行著1億多行甚至更多的代碼。而如今，像寶馬7系這樣擁有先進(jìn)駕駛輔助系統(tǒng)等技術(shù)的高端汽車可能包含150個(gè)或更多的ECU，像福特F-150此類的皮卡甚至達(dá)到了1.5億行代碼。即使是低端汽車也包含大約100個(gè)ECU以及1億行代碼，因?yàn)橐郧八^的豪華選項(xiàng)功能（如自適應(yīng)巡航控制、自動(dòng)緊急制動(dòng)等），如今已成為標(biāo)準(zhǔn)配置（見(jiàn)圖2）。圖2 汽車主體架構(gòu)設(shè)計(jì)自2010年起，一些安全功能成為強(qiáng)制要求，包含電子穩(wěn)定控制、備用攝像頭、歐盟的自動(dòng)緊急呼叫以及更嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)。而內(nèi)燃機(jī)動(dòng)力汽車只能使用更具創(chuàng)新性的電子設(shè)備和軟件才能達(dá)到這些標(biāo)準(zhǔn)，這進(jìn)一步推動(dòng)了ECU以及軟件的滲透。根據(jù)全球領(lǐng)先的專業(yè)服務(wù)機(jī)構(gòu)德勤公司估算，截至2017年，一輛新車成本的40%可歸于基于半導(dǎo)體的電子系統(tǒng)，與2007年相比該成本翻了一番。據(jù)估計(jì)，到2030年，該數(shù)字將接近50%。德勤公司還進(jìn)一步推測(cè)，如今每一輛新車都裝有價(jià)值約600美元的半導(dǎo)體，由多達(dá)3千多個(gè)類型的芯片組成（見(jiàn)圖3）。圖3 不同時(shí)期電子系統(tǒng)占汽車總成本的百分比（圖表制作者：MARK MONTGOMERY 資料來(lái)源：德勒）透過(guò)ECU數(shù)量與軟件代碼行數(shù)，我們可以看出當(dāng)前車輛中存在錯(cuò)綜復(fù)雜的電子與軟件編程。觀察它們的協(xié)同工作方式，就會(huì)發(fā)現(xiàn)其中存在著大量駕駛員看不到或不需要看到的復(fù)雜性。為了向買家提供多種選擇，汽車制造商不得不推出新的安全性、舒適性性能以及娛樂(lè)功能體驗(yàn)，這導(dǎo)致每個(gè)品牌及型號(hào)都出現(xiàn)了多個(gè)版本。此外，從汽油到電力、從人類駕駛到自動(dòng)駕駛的轉(zhuǎn)變，大量新代碼的編寫(xiě)、檢查、調(diào)試以及抵御黑客攻擊的安全性，如今的汽車變成了帶輪子的超級(jí)計(jì)算機(jī)，并迫使汽車行業(yè)變革。但是，汽車行業(yè)能夠適應(yīng)這種變化嗎？
功能與變量驅(qū)動(dòng)的復(fù)雜性過(guò)去的二十年中，在提供更多安全及娛樂(lè)功能的需求推動(dòng)下，汽車已經(jīng)從單純的交通工具轉(zhuǎn)變?yōu)橐苿?dòng)計(jì)算中心。與服務(wù)器機(jī)架、高速光纖互連不同，ECU和電路之間的數(shù)據(jù)通信發(fā)生在整個(gè)車身內(nèi)（甚至車身外）。每次你去超市時(shí)，車輛都會(huì)執(zhí)行數(shù)百萬(wàn)行代碼。Vard Antinyan是沃爾沃汽車的軟件質(zhì)量專家，他撰寫(xiě)了大量有關(guān)軟件及系統(tǒng)復(fù)雜性的文章，他解釋說(shuō)，截至2020年，“沃爾沃擁有大約120種ECU，我們從中選擇ECU來(lái)創(chuàng)建每輛沃爾沃汽車中的系統(tǒng)架構(gòu)。這些ECU總共包含1億行源代碼。”Antinyan表示：“這些源代碼包含1000萬(wàn)行條件語(yǔ)句以及300萬(wàn)個(gè)函數(shù)，而源代碼中大約有3000萬(wàn)處都調(diào)用了這些函數(shù)。”根據(jù)ECU的計(jì)算能力、ECU控制功能、需要處理的內(nèi)部與外部信息和通信，以及是否由事件或時(shí)間觸發(fā)，還有強(qiáng)制性的安全和其他監(jiān)管要求，每個(gè)ECU中駐留的軟件數(shù)量和類型都不相同。在過(guò)去的十年中，為了確保操作質(zhì)量、可靠性和安全性，投入的ECU軟件越來(lái)越多。采埃孚（全球最大的汽車零部件供應(yīng)商之一，以下簡(jiǎn)稱ZF）軟件解決方案與全球軟件中心副總裁Nico Hartmann表示：“為檢測(cè)不當(dāng)行為以確保質(zhì)量和行駛安全的軟件數(shù)量正在增加?！盚artmann指出，十年前專門(mén)用于確保操作質(zhì)量的ECU軟件只有大約三分之一，而如今通常都會(huì)超過(guò)一半或更多，尤其是在關(guān)鍵的行駛安全系統(tǒng)中。沃爾沃車輛中包含哪些ECU和相關(guān)軟件（如豪華款SUV XC90擁有大約110個(gè)ECU），取決于幾個(gè)因素。與所有汽車制造商一樣，沃爾沃針對(duì)不同的細(xì)分市場(chǎng)提供每種車型的不同版本。Antinyan指出：“即便是相同型號(hào)的沃爾沃，在瑞典購(gòu)買到的車輛也可能會(huì)不同于美國(guó)地區(qū)出售的。”每輛車不僅需要滿足區(qū)域監(jiān)管制度，而且每個(gè)車主也可以選擇不同的發(fā)動(dòng)機(jī)、駕駛系統(tǒng)、安全系統(tǒng)或其他功能。而車主選擇的標(biāo)準(zhǔn)、各項(xiàng)配置以及法律要求的設(shè)備，這些將共同決定嵌入車輛的ECU、軟件和相關(guān)電子設(shè)備的數(shù)量和類型，確保能夠無(wú)縫協(xié)同工作。Antinyan表示，對(duì)于一家汽車制造商來(lái)說(shuō)，“車輛的多個(gè)版本非常難以管理，因?yàn)樗婕懊總€(gè)人?！迸e個(gè)例子，營(yíng)銷部門(mén)希望為不同的客戶群提供擁有各種功能、多種多樣的車型，而設(shè)計(jì)和工程部門(mén)則希望減少變量，從而將系統(tǒng)集成、測(cè)試、驗(yàn)證都保持在可控范圍內(nèi)。每增加一項(xiàng)功能就意味著需要增加額外的傳感器、執(zhí)行器、ECU和相應(yīng)的軟件，同時(shí)為了確保這些元件正常工作，還需要付出額外的集成工作。根據(jù)德勤的估算，從研發(fā)到開(kāi)始生產(chǎn)，40%的車輛研發(fā)費(fèi)用都消耗在了系統(tǒng)集成、測(cè)試、核查和驗(yàn)證上。記錄生產(chǎn)和銷售的每個(gè)車型中所有當(dāng)前以及遺留的電子產(chǎn)品和軟件是一項(xiàng)非常艱巨的任務(wù)。因此，有效管理各個(gè)變體的復(fù)雜性是整個(gè)汽車行業(yè)都面臨的一個(gè)重大問(wèn)題。毋庸置疑，為了連接整個(gè)車輛內(nèi)所有的ECU、傳感器和其他電子設(shè)備，并給它們供電，需要耗費(fèi)大量布線和人工。為了支持車輛定制，汽車需要使用數(shù)千種不同的線束，控制經(jīng)過(guò)車輛的信號(hào)流也需要多個(gè)物理網(wǎng)絡(luò)總線。車輛的物理電子架構(gòu)帶來(lái)了更多需要應(yīng)對(duì)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)約束。許多ECU需要靠近與其交互的傳感器和執(zhí)行器，如制動(dòng)系統(tǒng)或發(fā)動(dòng)機(jī)控制的ECU。因此，一個(gè)連接數(shù)千個(gè)組件的汽車網(wǎng)絡(luò)線束將包含1500多根電線，總長(zhǎng)度約5000米，重量超過(guò)68公斤。隨著ECU、傳感器和相關(guān)電子設(shè)備數(shù)量的增加，減少線束重量和復(fù)雜性已成為汽車制造商的主要目標(biāo)。
測(cè)試挑戰(zhàn)即便花費(fèi)大量精力、時(shí)間和金錢來(lái)確保不同電子設(shè)備之間的協(xié)同工作，也無(wú)法確保每種ECU可能出現(xiàn)的組合在投入生產(chǎn)之前接受徹底的測(cè)試。雖然涉及車輛安全性的要求很少發(fā)生變化，但ECU構(gòu)建的復(fù)雜性更多地體現(xiàn)在消費(fèi)者可選的舒適性、便利性或性能等功能上。在有些情況下，某種可選特性與功能的特定組合，“可能是第一次出現(xiàn)在從生產(chǎn)線上下線的車輛中，也是第一次經(jīng)歷測(cè)試?！辈砂ｆ谄囅到y(tǒng)產(chǎn)品規(guī)劃副總裁Andy Whydell如是說(shuō)。有些汽車制造商擁有數(shù)十萬(wàn)種車型的構(gòu)建組合。他說(shuō)，為了針對(duì)某些車型中可能出現(xiàn)的各種電子設(shè)備組合進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試，“可能需要使用十億種不同的測(cè)試配置?！比欢鳺hydell表示，在車輛研發(fā)過(guò)程中，原始設(shè)備制造商可以使用“面包板”對(duì)多個(gè)ECU構(gòu)建組合進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室測(cè)試，無(wú)須針對(duì)每種情況單獨(dú)造一輛車。即使是經(jīng)過(guò)嚴(yán)密測(cè)試的流行模型，售后也會(huì)定期發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤，并發(fā)布軟件補(bǔ)丁。有些補(bǔ)丁本身還需要補(bǔ)丁，通用汽車就曾出現(xiàn)過(guò)這種情況：暢銷款2019年雪佛蘭的Silverado以及GMC Sierra輕型卡車和凱迪拉克CT6的召回，都是因?yàn)檫@個(gè)原因。Whydell指出，還有一個(gè)因素導(dǎo)致變體管理更具挑戰(zhàn)性：“幾乎所有ECU設(shè)計(jì)和軟件都外包給供應(yīng)商，原始設(shè)備制造商負(fù)責(zé)集成ECU”，他們可以根據(jù)所需的可定制功能創(chuàng)建統(tǒng)一的系統(tǒng)。Whydell表示，個(gè)別供應(yīng)商往往對(duì)原始設(shè)備制造商如何集成ECU沒(méi)有深入了解。同樣，原始設(shè)備制造商對(duì)駐留在ECU中軟件的了解也有限，這些軟件通常都被當(dāng)作“黑匣子”，能夠支持信息娛樂(lè)、車身一致性控制、遠(yuǎn)程信息處理、動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)或自動(dòng)駕駛輔助系統(tǒng)等多種功能之一。2020年，時(shí)任大眾汽車集團(tuán)首席執(zhí)行官、現(xiàn)任董事長(zhǎng)的Herbert Diess發(fā)表的評(píng)論說(shuō)明，由汽車制造商開(kāi)發(fā)的軟件幾乎寥寥無(wú)幾。當(dāng)時(shí)他承認(rèn)：“幾乎沒(méi)有一行軟件代碼來(lái)自我們?！备鶕?jù)大眾汽車可以看出，車輛內(nèi)的軟件之中只有10%由內(nèi)部開(kāi)發(fā)，其余90%是由數(shù)十家供應(yīng)商提供。據(jù)報(bào)道，在有些原始設(shè)備制造商中，這一數(shù)字可以達(dá)到50%之多。如此多的軟件供應(yīng)商，每一家都有自己的開(kāi)發(fā)方法，他們使用了自己的操作系統(tǒng)和語(yǔ)言，這顯然又增加了另一層復(fù)雜性，尤其是在執(zhí)行驗(yàn)證和核查方面。最近Strategy Analytics和Aurora Labs對(duì)整個(gè)汽車供應(yīng)鏈中軟件開(kāi)發(fā)人員進(jìn)行的一項(xiàng)調(diào)查就突出了這一點(diǎn)。其中有一個(gè)問(wèn)題詢問(wèn)了評(píng)測(cè)一個(gè)ECU中的代碼變化對(duì)另一個(gè)ECU的影響難度，大約37%的人表示很難，31%表示非常困難。汽車公司及其供應(yīng)商意識(shí)到，他們必須展開(kāi)更多合作，才能更嚴(yán)格地控制數(shù)據(jù)配置管理，并防止由于ECU代碼突然變更而引發(fā)意外后果。但雙方都承認(rèn)還有很長(zhǎng)的路要走。加強(qiáng)信息安全當(dāng)然，汽車制造商不僅必須確保軟件能保障行駛安全，還要提供信息安全。2015年，安全研究人員遠(yuǎn)程控制了2014年生產(chǎn)的Jeep Cherokee，為行業(yè)敲響了警鐘。如今，每個(gè)供應(yīng)商和原始設(shè)備制造商都意識(shí)到網(wǎng)絡(luò)安全乏力的威脅。據(jù)報(bào)道，通用汽車有90名工程師全職開(kāi)發(fā)網(wǎng)絡(luò)安全對(duì)策。然而，十年前，“車輛軟件的設(shè)計(jì)需要保證行駛安全，而信息安全是次要的?！避囕v網(wǎng)絡(luò)安全專家、美國(guó)運(yùn)輸部克萊門(mén)森大學(xué)互聯(lián)多式聯(lián)運(yùn)中心主任Mashrur Chowdhury說(shuō)道。我們需要注意這一點(diǎn)，因?yàn)榇蟛糠周浖际鞘昊蚋缫郧霸O(shè)計(jì)的，在當(dāng)時(shí)信息安全并不是需要優(yōu)先考慮的大環(huán)境下，這些軟件仍在現(xiàn)如今的ECU中使用。此外，在過(guò)去十年中，車輛內(nèi)外的通信呈爆炸式增長(zhǎng)。據(jù)估計(jì)，2008年，豪華汽車的ECU之間數(shù)據(jù)信號(hào)交換只有2500個(gè)。沃爾沃的Antinyan表示，如今沃爾沃汽車中的120個(gè)ECU連接了7000多個(gè)外部信號(hào)，而汽車內(nèi)部交換的信號(hào)數(shù)量要高出兩個(gè)數(shù)量級(jí)。咨詢公司麥肯錫估計(jì)，這些信息每小時(shí)的數(shù)據(jù)量可輕松超過(guò)25GB。Chowdhury表示，隨著過(guò)去十年間移動(dòng)應(yīng)用和基于云的服務(wù)爆炸式增長(zhǎng)，車輛本身內(nèi)置的電子設(shè)備越來(lái)越復(fù)雜，“潛在的攻擊面幾乎每天都在增加?！?/span>各國(guó)政府也注意到了這一點(diǎn)，并推出了多項(xiàng)汽車制造商需要貫徹的網(wǎng)絡(luò)安全義務(wù)。其中包括擁有經(jīng)過(guò)認(rèn)證的網(wǎng)絡(luò)安全管理系統(tǒng)（Cyber Security Management System，CSMS），該系統(tǒng)要求每個(gè)制造商“展示基于風(fēng)險(xiǎn)的管理框架，用于發(fā)現(xiàn)、分析和防范相關(guān)威脅、漏洞以及網(wǎng)絡(luò)攻擊?！?/span>此外，原始設(shè)備制造商還需要通過(guò)軟件更新管理系統(tǒng)，確保安全地管理無(wú)線軟件更新。他們鼓勵(lì)汽車制造商“維護(hù)每臺(tái)車輛的ECU、每輛組裝車輛中使用的操作軟件組件的數(shù)據(jù)庫(kù)，以及整個(gè)車輛生命周期內(nèi)應(yīng)用的版本更新歷史日志。”這份軟件清單可以幫助汽車制造商快速確定哪些ECU和特定車輛會(huì)受到某個(gè)網(wǎng)絡(luò)漏洞的影響。軟機(jī)械師在汽車內(nèi)的電子線路不出問(wèn)題的情況下，相信大多數(shù)司機(jī)并不會(huì)關(guān)注到它。不過(guò)，隨著過(guò)去十年間電子線路的增加，駕駛員也會(huì)經(jīng)常關(guān)注車輛的電子設(shè)備。根據(jù)金融咨詢公司Stout Risius Ross編制的《2020年汽車缺陷和召回報(bào)告》顯示，2019年是創(chuàng)紀(jì)錄的一年，因電子元件缺陷而被召回的車輛高達(dá)1500萬(wàn)輛。其中一半的召回都涉及軟件的缺陷，這個(gè)比例創(chuàng)下了自2009年以來(lái)的新高。另外，近30%的缺陷與軟件集成有關(guān)，也就是軟件與車輛中其他電子組件或系統(tǒng)的接口引發(fā)了故障。三菱汽車曾經(jīng)召回了60000輛SUV，原因是其液壓?jiǎn)卧狤CU中的軟件錯(cuò)誤干擾了多個(gè)安全系統(tǒng)。最后，超過(guò)50%的缺陷都有一個(gè)特征：雖然不是由軟件缺陷引起的故障，但仍然可以通過(guò)軟件更新進(jìn)行補(bǔ)救。福特汽車曾召回了Fusion和Escape車輛的某些型號(hào)，原因是冷卻液可能會(huì)進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸孔，并永久損壞發(fā)動(dòng)機(jī)。福特的解決方法是，重新編寫(xiě)車輛的動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)控制軟件，以減少冷卻液進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸的可能性。Stout的數(shù)據(jù)顯示，在過(guò)去五年中，利用軟件修復(fù)車輛硬件問(wèn)題的現(xiàn)象在穩(wěn)步上升。Stout總經(jīng)理Neil Steinkamp表示：“平均召回規(guī)模一直在下降，車輛的平均年齡也在下降。制造商可以利用科技更快地發(fā)現(xiàn)缺陷”，尤其是一些涉及電子產(chǎn)品的缺陷。與軟件相關(guān)的缺陷往往出現(xiàn)在新款車輛中，而ECU和其他電子元件的缺陷往往在車輛推出一段時(shí)間后才會(huì)出現(xiàn)。Stout總監(jiān)Robert Levine指出，最近與車輛電子設(shè)備相關(guān)的組件缺陷有所增加，“不僅限于方便性，關(guān)鍵的行駛安全組件的缺陷也在增加?！崩?，自要求2018年5月1日之后制造的所有車輛都必須為駕駛員提供車輛正后方3×6米的可見(jiàn)區(qū)域以來(lái)，美國(guó)就發(fā)生了一系列倒車攝像頭召回事件。許多原始設(shè)備制造商發(fā)現(xiàn)，復(fù)雜的攝像頭軟件與其他車輛安全系統(tǒng)的集成非常困難。此外，其他新的車輛安全系統(tǒng)的運(yùn)行也并非完全順利。美國(guó)汽車協(xié)會(huì)（American Automobile Association，AAA）針對(duì)可以幫助駕駛員轉(zhuǎn)方向或制動(dòng)/加速的先進(jìn)駕駛輔助系統(tǒng)進(jìn)行的一項(xiàng)研究表明，這些系統(tǒng)往往會(huì)在沒(méi)有任何通知的情況下停止輔助，即刻將控制權(quán)交還給駕駛員。測(cè)試表明，平均每13公里就會(huì)出現(xiàn)某種類型的問(wèn)題，包括很難讓車輛保持在車道中正常行駛，或者不要讓車輛太靠近其他車輛或護(hù)欄。
維修費(fèi)用節(jié)節(jié)攀升許多車主只有在必須支付維修費(fèi)用時(shí)，才會(huì)意識(shí)到他們的車輛越來(lái)越復(fù)雜。在具有高級(jí)安全功能的車輛發(fā)生碰撞事故后，60%的修理費(fèi)均來(lái)自車輛的電子設(shè)備。AAA于2018年的一項(xiàng)研究表明，一塊擋風(fēng)玻璃的維修成本原本在210～220美元之間，但如果車輛的擋風(fēng)玻璃上安裝了攝像頭，用于自動(dòng)緊急制動(dòng)、自適應(yīng)巡航控制和車道偏離警告系統(tǒng)等，那么即便是輕微的損壞，維修費(fèi)用也 會(huì)攀升至1650美元。校準(zhǔn)這些系統(tǒng)的費(fèi)用（通常是手動(dòng)完成的）是高成本驅(qū)動(dòng)的因素。由于傳感器的微小錯(cuò)誤校準(zhǔn)也會(huì)大大降低這些安全功能的有效性，“因此，供應(yīng)商開(kāi)發(fā)了自動(dòng)校準(zhǔn)系統(tǒng)，可以消除或簡(jiǎn)化手動(dòng)操作，”ZF的Whydell說(shuō)道。這有助于提高校準(zhǔn)精度，同時(shí)還可以降低維修成本。Whydell還表示，供應(yīng)商和原始設(shè)備制造商正在研究如何將車輛周圍的傳感器安裝在不太可能在事故中損壞的位置上。AAA報(bào)告稱，僅修理位于后保險(xiǎn)杠的超聲波系統(tǒng)（可提供停車輔助功能）這一項(xiàng)的成本就高達(dá)1300美元。如果用于盲點(diǎn)監(jiān)測(cè)和交叉路口警報(bào)的后方雷達(dá)傳感器也損壞，則追尾事件可能會(huì)產(chǎn)生2050美元的額外費(fèi)用。隨著電子產(chǎn)品維修成本的攀升，保險(xiǎn)公司判定報(bào)廢的成本可能更低。理賠管理公司Mitchell International最近的一份報(bào)告稱：受汽車電子設(shè)備維修成本的影響，報(bào)廢車輛的平均車齡一直在下降。報(bào)告指出，隨著“車輛復(fù)雜性的增加”，預(yù)計(jì)這一趨勢(shì)將持續(xù)下去。
EV AI=難以管理的復(fù)雜性如今，汽車制造商面臨著一個(gè)特殊的難題。根據(jù)J.D. Power市場(chǎng)信息公司對(duì)美國(guó)車輛最新可靠性的研究顯示，內(nèi)燃機(jī)車輛的可靠性達(dá)到了32年以來(lái)最高，而且也更加舒適、更安全且污染更少。然而，為了應(yīng)對(duì)政府以及公眾對(duì)全球氣候變化日益增長(zhǎng)的擔(dān)憂，制造商不得不放棄精心制作的內(nèi)燃機(jī)車輛，轉(zhuǎn)向?qū)?lái)能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)駕駛的電動(dòng)汽車（Electric Vehicle，EV）。令汽車制造商的處境雪上加霜的是，為了開(kāi)發(fā)電動(dòng)汽車，他們必須跨越軟件的鴻溝。ZF的Whydell觀察到，在車輛中，使用當(dāng)今最新架構(gòu)的軟件管理難度非常大。對(duì)此，不少人也非常贊同這種看法。咨詢公司麥肯錫稱，車輛軟件的復(fù)雜性正在迅速超越開(kāi)發(fā)以及維護(hù)的能力。過(guò)去十年中，軟件的復(fù)雜性增加了四倍，但供應(yīng)商和原始設(shè)備制造商的軟件生產(chǎn)力卻幾乎沒(méi)有提高。此外，他們還認(rèn)為，在未來(lái)十年內(nèi)，軟件的復(fù)雜性可能還會(huì)再增加三倍。汽車制造商和供應(yīng)商都在努力縮小“開(kāi)發(fā)能力與生產(chǎn)能力之間的鴻溝”。部分問(wèn)題在于如何支持穩(wěn)步增長(zhǎng)的代碼庫(kù)。一位汽車公司負(fù)責(zé)人向麥肯錫公司分享道，按照目前的速度，如果開(kāi)發(fā)與生產(chǎn)的差距不縮小，現(xiàn)有代碼庫(kù)的軟件維護(hù)將耗盡他們公司所有的軟件研發(fā)資源。事實(shí)上，Whydell觀察到，“在有些情況下，汽車行業(yè)不再將總代碼行數(shù)視為復(fù)雜性的衡量標(biāo)準(zhǔn)，而是以原始設(shè)備制造商或供應(yīng)商為滿足當(dāng)前及未來(lái)的需求而雇用的軟件開(kāi)發(fā)者數(shù)量?！?/span>如果真如大眾汽車董事長(zhǎng)Herbert Dies所說(shuō)，“未來(lái)汽車創(chuàng)新的90%皆來(lái)自軟件”，那么縮小開(kāi)發(fā)能力與生產(chǎn)能力之間的差距是尤為艱巨的任務(wù)。而擁有必要的軟件專業(yè)知識(shí)將是成功的關(guān)鍵。麥肯錫公司表示，“雖然為了贏得軟件上的優(yōu)勢(shì)，各個(gè)汽車企業(yè)必須在許多層面上都有優(yōu)異的表現(xiàn)，但吸引和留住頂尖人才可能是最關(guān)鍵的因素?！盬hydell承認(rèn)，聘請(qǐng)到合適且優(yōu)秀的軟件專業(yè)人才是“讓我夜不能寐”的原因之一。這同時(shí)也是其他供應(yīng)商以及原始設(shè)備制造商的高管寢食難安的原因之一。原始設(shè)備制造商認(rèn)識(shí)到，根據(jù)特斯拉CEO Elon Musk提出的“軟件定義汽車”的概念（以特斯拉為代表），他們目前的做法——將必要的軟件和電子設(shè)備外包給供應(yīng)商，然后將它們集成到內(nèi)燃機(jī)車輛的做法，并不適用于電動(dòng)汽車。WardsAuto網(wǎng)站引用了一級(jí)汽車供應(yīng)商Continental AG研究及高級(jí)工程主管Tamara Snow的一句話：內(nèi)燃機(jī)車輛中使用的分散式ECU架構(gòu)的功能和復(fù)雜性“已達(dá)到極限”，尤其是考慮到完全自動(dòng)駕駛功能需要大約5億行或更多的代碼。我們需要新的車輛軟件和物理架構(gòu)來(lái)管理電池組，而不是內(nèi)燃機(jī)和相關(guān)的動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)。這種架構(gòu)僅包含少量功能強(qiáng)大、速度極快的計(jì)算機(jī)處理器，它們負(fù)責(zé)執(zhí)行微服務(wù)驅(qū)動(dòng)的代碼，并通過(guò)更輕量級(jí)的線束甚至是無(wú)線的方式在更多傳感器之間進(jìn)行內(nèi)部通信。外部溝通也將更加重要。ZF的Hartmann指出，這些新架構(gòu)需要由原始設(shè)備制造商和供應(yīng)商的軟件團(tuán)隊(duì)來(lái)開(kāi)發(fā)，而且要低成本且不斷縮短開(kāi)發(fā)周期，所以他們需要學(xué)習(xí)開(kāi)發(fā)軟件以及系統(tǒng)的新方法。Manfred Broy表示，最大的問(wèn)題在于，高管層的軟件專業(yè)知識(shí)不足以理解當(dāng)下所需的轉(zhuǎn)型。雖然車輛中硬件的復(fù)雜性非常明顯，但Broy觀察到，“更重要的是軟件的復(fù)雜性（這在很大程度上取決于硬件的選擇），尤其是軟件的成本，原始設(shè)備制造商很難認(rèn)清這一點(diǎn)，但這對(duì)于他們的長(zhǎng)期發(fā)展尤為重要?！彼硎?，汽車行業(yè)的高管大多是“頑固派”，但是他們又手握大權(quán)。克萊門(mén)森大學(xué)國(guó)際汽車研究中心汽車工程系主任Zoran Filipi解釋說(shuō)：“一百多年來(lái)，原始設(shè)備制造商的精力一直都集中在完善內(nèi)燃機(jī)上，車輛的其余組件都外包給供應(yīng)商，最后將所有組件集成在一起。隨著電子產(chǎn)品和軟件在車輛中的普及，他們也采用了相同的方法，即將它們視為集成到車輛中的另一個(gè)‘黑匣子’。而如今，原始設(shè)備制造商及其供應(yīng)商需要將工作重心從硬件至上轉(zhuǎn)變?yōu)檐浖辽?，同時(shí)在未來(lái)十年內(nèi)仍然需要使用現(xiàn)有的方法支持和改進(jìn)內(nèi)燃機(jī)汽車?！?/span>奧迪AG前研發(fā)主管兼董事會(huì)成員Peter Mertens最近在接受CleanTechnica采訪時(shí)表示，“德國(guó)汽車工業(yè)賦予了他們最關(guān)鍵的新產(chǎn)品，這將決定他們的公司能否在現(xiàn)有結(jié)構(gòu)中生存下去，這些公司成功的關(guān)鍵在于軟件，但各位高管在這方面的經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)卻非常薄弱?！?/span>Mertens表示：“我們需要一種方法來(lái)淘汰不能勝任的高管，譬如可以讓大眾、奧迪、保時(shí)捷、寶馬和戴姆勒針對(duì)所有高層管理人員進(jìn)行一次評(píng)估，并要求他們編寫(xiě)一個(gè)小游戲或一個(gè)簡(jiǎn)單但有效的病毒。如果他們做不到，就立即解雇他們，因?yàn)樗麄儾贿m合這份工作?？纯催@樣下來(lái)還能剩下多少人？”Mertens說(shuō)道。畢竟，歷史是血與淚的教訓(xùn)。
本文出自《新程序員002：新數(shù)據(jù)庫(kù)時(shí)代 
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