تقدم تطوير برامج السيارات

أصبحت إلكترونيات السيارات على نحو متزايد نظامًا محددًا بالبرمجيات.

إذا عدت إلى الخمسين عامًا الماضية ، من بين جميع المنتجات التي تم إنتاجها بكميات كبيرة ، كانت السيارة هي الأكثر تعقيدًا ، لأنها تحتوي على أنظمة ميكانيكية وكهروميكانيكية وإلكترونية.في السنوات الأخيرة ، أصبح النظام الإلكتروني للسيارات أكثر تقدمًا ، وبدأ في استبدال الأنظمة الميكانيكية والكهروميكانيكية ، ولا يزال قيد التطوير المستمر.

وهذا يعني أن إلكترونيات السيارات ستصبح ، عاجلاً أم آجلاً ، أكثر الأجهزة الإلكترونية التي يتم إنتاجها بكميات كبيرة تطوراً ، وهو تمييز ربما اكتسبته بالفعل.في حين أن مكونات الطائرات قد تكون أكثر تعقيدًا ، وقد تحتوي أجهزة الكمبيوتر العملاقة على إلكترونيات أكثر تطورًا ، إلا أنها ليست قريبة من عشرات الملايين التي يتم إنتاجها سنويًا.

في جميع السيارات تقريبًا ، يزداد مقدار محتوى البرامج الموجود في الأجهزة الإلكترونية بسرعة ، بمقدار ضئيل فقط.تزعم العديد من المقالات أن السيارة المتقدمة تحتوي على أكثر من 100 مليون سطر من كود البرنامج.لم أر بالضبط ما تحتويه تلك الـ 100 مليون سطر من التعليمات البرمجية ، ولكن إذا كان لدى شخص ما هذا النوع من البيانات ، فهذا مفيد للغاية.ليس هناك شك في أن إلكترونيات السيارات ومحتوى البرامج سوف يتطوران بسرعة مع استمرار نمو أنظمة مساعدة السائق المتقدمة (ADAS) والاتصال وأمن الشبكة والقيادة الذاتية وغيرها من الميزات.

لا يُقال سوى القليل عن الإستراتيجية والتجزئة والتقنيات الرئيسية والقضايا المهمة الأخرى لبرامج السيارات.هناك فرق كبير بين الأجهزة والبرامج ، يمكن أن يؤثر على نجاح السيارة بأكملها.

في العقدين الماضيين ، قطعت برامج السيارات شوطًا طويلاً.في التسعينيات ، كانت السيارات عبارة عن برامج مدمجة بشكل أساسي ، تستخدم للتحكم في إلكترونيات القيادة وأنظمة الترفيه البسيطة.على الرغم من زيادة تعقيد البرامج ، نادرًا ما تصل الأنظمة المضمنة إلى مليون سطر من التعليمات البرمجية.يقوم Oems ومورديها من المستوى الأول بتطوير أنظمة مدمجة خاصة بهم.

تغير ذلك في أواخر التسعينيات.مع استمرار نمو قدرات أنظمة المعلومات والترفيه المضمنة ، يجب إدارة البرامج المعقدة بواسطة نظام تشغيل (OS).توفر أنظمة التشغيل تقنية عالية لبرامج السيارات ، بما في ذلك QNX و Green Hills و Wind River و Microsoft والمزيد.في العقد الماضي ، أصبحت البرامج مفتوحة المصدر مثل Linux ذات أهمية متزايدة في برامج السيارات.

مفهوم "البناء - الصنع - السوق - الاستخدام"

يوضح الشكل 2 الفرق بين أجهزة وبرامج السيارات ، مع أربع مراحل تنطبق على أي نوع من المنتجات أو الصناعة."التأسيس" هي مرحلة التطوير والتصميم للمنتج ؛يشير مصطلح "التصنيع" إلى مرحلة إنتاج المنتج ، بما في ذلك جميع تكاليف المكونات وتكاليف التصنيع وسلسلة التوريد ؛المرحلة الثالثة هي "تسويق" المنتج ، بما في ذلك قنوات الإعلان والمبيعات والتوزيع.في جوهرها ، يشير إلى جميع الأنشطة والتكاليف لتقديم المنتج للعملاء.المرحلة الرابعة هي "استخدام" العميل ، وهي مرحلة طويلة جدًا بالنسبة لصناعة السيارات.

مفهوم البناء والتصنيع والتسويق الذي تعلمته عندما كنت في شركة Texas Instruments (TI) لأنه كان يستخدم على نطاق واسع في السبعينيات والثمانينيات.خلال الفترة التي قضيتها في IHS Markit ، أضفت مرحلة "الاستخدام" مرة أخرى.في العديد من التقارير والعروض التوضيحية ، استخدمت فهمي العميق لهذه المراحل الأربع لتحليل قطاعات السيارات المختلفة ، بما في ذلك البرامج والمركبات الكهربائية التي تعمل بالبطاريات (BEV) والطباعة ثلاثية الأبعاد وما إلى ذلك.

مرحلة الأجهزة

يوضح الجزء العلوي من الشكل 2 الميزات الرئيسية لأجهزة السيارة في أربع مراحل مختلفة.تحدد مرحلة "إنشاء" الأجهزة وظائف الأجهزة الإلكترونية ، والتي تلعب دورًا بارزًا بشكل متزايد.توفر صناعة الرقائق أهم مكونات الأجهزة ، وستستمر في القيام بذلك بأعداد كبيرة.أصبح النظام البيئي للأجهزة أكثر أهمية لأنه يشمل جميع أنظمة التطوير وأدوات تصميم الأجهزة.كما تزداد أهمية النظم البيئية المرتبطة بمنصات المعالجات في إلكترونيات السيارات.تبلغ تكلفة مرحلة "البناء" لمعدات السيارات ملايين أو عشرات الملايين من الدولارات ، ولكن مع إنتاج مئات الآلاف من الوحدات ، فإن تكلفة كل مركبة منخفضة نسبيًا.

تعد مرحلة "التصنيع" هي الأكثر تكلفة ، نظرًا لتكلفة جميع مكونات الأجهزة الإلكترونية ، أو BOM ، وتكلفة إدارة سلسلة توريد الأجهزة ، ومعدات التصنيع ، والموظفين.بشكل عام ، تمثل أجهزة المكونات الإلكترونية جزءًا صغيرًا فقط من التكلفة الإجمالية للسيارة ، وحتى مع انخفاض تكلفة كل مكون إلكتروني ، تستمر تكلفة "التصنيع" في الارتفاع.عادةً ما تتكلف جميع أنظمة الأجهزة الإلكترونية في السيارة ما بين 3000 دولار و 8000 دولار ، وتكلف الموديلات الفاخرة أكثر من ذلك.

تختلف مرحلة "تسويق" الأجهزة حسب المكون ونوع النظام.في معظم الحالات ، تصبح مرحلة "تسويق" الأجهزة جزءًا من نظام إلكترونيات السيارات من خلال موردي المستوى 1.

وظائف الأجهزة لها تأثير متزايد على مبيعات السيارات.جميع الوظائف التي يجب أن تتحقق من خلال وظائف الأجهزة سيكون لها تأثير غير مباشر على المبيعات.الميزات الجديدة التي سيتم استخدامها على نطاق واسع في المستقبل تشمل ADAS ، وأجهزة أمان الشبكة ، والأجهزة القابلة للترقية ، وميزات القيادة الذاتية.

عادةً ما تستمر مرحلة "استخدام" السيارة من 10 إلى 15 عامًا ، وأحيانًا أطول من ذلك.تتطلب فترة الخدمة الطويلة هذه موثوقية ممتازة للأجهزة لتقليل ضمان OEM والمورد وتكاليف الاسترجاع.في مرحلة "الاستخدام" ، يحظى الموردون في سوق قطع الغيار بأكبر فرصة ، خاصة بعد مرور السيارة بضمانها.كما أن عدد حوادث السيارات يجلب فرصًا تجارية ، حيث تحتاج السيارات إلى استبدال أنظمة أجهزتها الإلكترونية.

مرحلة البرمجيات

مرحلة "الإنشاء" هي أصعب جزء في البرنامج وعادة ما تكون الأكثر تكلفة في مجال البرمجيات.تتميز مشاريع البرامج الكبيرة بدورة تطوير طويلة ، والتي تتضمن عملية اختبار صعبة والحاجة إلى إصلاح الأخطاء بأقل تكلفة ممكنة.تحتوي جميع منصات البرامج الكبيرة على أخطاء ، ويتم العثور على أخطاء جديدة طوال دورة حياة البرنامج.مع تزايد القلق بشأن أمان الشبكة ، ظهرت فئة جديدة من أخطاء البرامج - ثغرات أمنية الشبكة - في التعليمات البرمجية المكتملة التي يمكن للقراصنة استغلالها لمهاجمة الشبكات.معظم مبرمجي السيارات ليسوا خبراء في تكنولوجيا الأمن السيبراني ، ولا يعرفون كيفية تجنب الأكواد التي تكون عرضة للقرصنة.

تتطلب مرحلة "بناء" البرنامج أيضًا نظامًا بيئيًا قويًا جدًا لتطوير برامج جديدة واختبار البرنامج.تم تطوير النظام البيئي للسيارات بشكل جيد ويمكن الآن تطويره باستخدام برامج مفتوحة المصدر.

عادة ما يكون "تصنيع" البرامج هو أرخص مرحلة ، لأن معظم البرامج التي تعمل على أنظمة الأجهزة تكون مجانية.بينما تتطلب بعض البرامج رسوم ترخيص ، إلا أنها تمثل عادةً جزءًا صغيرًا فقط من تكلفة مكونات الأجهزة."تصنيع" البرامج هو في الأساس تحميل البرامج في النظام الإلكتروني للسيارة ، ويمكنك اختيار وقت وكيفية تحميل البرنامج في النظام.

تختلف مرحلة "التسويق" للبرنامج حسب قطاع السوق ونوع النظام.في معظم الحالات ، تتطلب مرحلة "تسويق" البرامج أيضًا أن يصبح بائعًا من المستوى 1 جزءًا من نظام إلكترونيات السيارات.

تتمتع ميزات البرنامج أيضًا بتأثير متزايد على مبيعات السيارات ، ويعتمد هذا التأثير غير المباشر على مدى جودة تنفيذ واجهة المستخدم والآلة (HMI) أو الوظيفة.ستؤثر قابلية استخدام البرامج على عدد متزايد من الميزات ، مثل قدرات السيارة المتصلة وترقيات OTA والترقيات الوظيفية و ADAS وقدرات القيادة الذاتية المستقبلية.إذا لم يكن البرنامج عمليًا ، فلن تحصل السيارة على تقييمات جيدة من المستخدمين المحتملين ، مما قد يؤثر على المبيعات المستقبلية.لطالما كانت المراجعات السلبية مشكلة مع أنظمة المعلومات والترفيه المتقدمة ، وقد نجحت Apple و Google في معالجة هذه المشكلة من خلال نظام المعلومات والترفيه / الهاتف الذكي الذي تم إصداره مؤخرًا.

تدوم مرحلة "استخدام" السيارة عادةً من 10 إلى 15 عامًا ، وأحيانًا أطول في العديد من البلدان.يجب إصلاح عدد كبير من أخطاء البرامج خلال فترة الخدمة الطويلة هذه.لتقليل تكاليف الضمان والاستدعاء لـ Oems وبائعي البرامج ، هناك حاجة إلى تقنية تنزيل منخفضة التكلفة على متن الرحلة (OTA) لإصلاح الأخطاء وتحديث إصدارات البرامج.

في مرحلة "الاستخدام" ، تتمتع البرامج كخدمة (SaaS) وأعمال البرمجيات السحابية بإمكانيات نمو كبيرة ؛تتمتع بنية نظام الأمان القائمة على SaaS بفرص جيدة.يُنظر إلى الفرصة الرئيسية في مرحلة "الاستخدام" على أنها إصلاح أخطاء OTA وتحديثات البرامج الوظيفية ؛يتزايد محتوى المعلومات والترفيه من خلال SaaS ؛تخلق حوادث السيارات أيضًا الكثير من فرص العمل لأن أنظمة الأجهزة الجديدة تتطلب برامج جديدة.

في المستقبل ، مع تطور التكنولوجيا العالية ، سيتم استخدام المزيد والمزيد من منصات البرامج الجيدة في صناعة السيارات.