新一代汽車架構(gòu)設(shè)計(jì)：挑戰(zhàn)還是機(jī)遇

自1908年第一輛福特T型汽車下線以來，汽車行業(yè)的變革從未停止過。汽車的最初用途主要是將人員和商品從A處運(yùn)輸?shù)紹處，由于市場競爭加劇和針對消費(fèi)市場的營銷，已經(jīng)將重點(diǎn)轉(zhuǎn)移到特定生活方式和大規(guī)模定制。汽車市場的變化持續(xù)不斷，有時(shí)是由安全驅(qū)動，有時(shí)則是由差異化驅(qū)動，但至少在過去的五十年里，技術(shù)一直引領(lǐng)著這條道路。

與航空業(yè)一樣，現(xiàn)代汽車越來越采用電傳方式，這進(jìn)一步推動了汽車技術(shù)創(chuàng)新。難怪當(dāng)今汽車被認(rèn)為是車輪上的數(shù)據(jù)中心，因?yàn)橄乱淮嚨捏w系架構(gòu)依賴于軟件、連接、云端和邊緣計(jì)算能力，實(shí)際上汽車正在模仿車輪上的大型計(jì)算設(shè)施。

對于汽車行業(yè)來說，創(chuàng)新是迭代出現(xiàn)，通常與其他方面進(jìn)展同步進(jìn)行。例如，車內(nèi)網(wǎng)絡(luò)的持續(xù)采用導(dǎo)致了分區(qū)架構(gòu)(zonal architecture)，在節(jié)省電纜重量的同時(shí)也實(shí)現(xiàn)了更多功能。

但未來會怎樣呢?未來幾年，汽車制造商、工程師和系統(tǒng)架構(gòu)師將面臨哪些問題和挑戰(zhàn)?

為了更好地了解技術(shù)是如何塑造和影響整個(gè)行業(yè)的決策過程，Molex與貿(mào)澤電子聯(lián)合調(diào)查了30個(gè)國家的約500多名汽車行業(yè)專業(yè)人士、利益相關(guān)者和技術(shù)領(lǐng)導(dǎo)者。車輪上的數(shù)據(jù)中心調(diào)查(Data Centre on Wheels survey)結(jié)果深入剖析了汽車行業(yè)在設(shè)計(jì)和制造新一代汽車時(shí)面臨的主要趨勢、挑戰(zhàn)和決策。

功能和部署時(shí)間

第一組調(diào)查問題(參見圖1)要求受訪者考慮哪些車輛特征和功能可能成為標(biāo)準(zhǔn)配置，以及何時(shí)成為標(biāo)準(zhǔn)配置。

圖1：哪些車輛功能可以在車輪上的數(shù)據(jù)中心中啟用，您預(yù)計(jì)每種功能何時(shí)可以作為標(biāo)準(zhǔn)的新車輛功能來提供?(來源：Molex和貿(mào)澤電子)

位居榜首的是使用智能手機(jī)應(yīng)用程序來控制車輛，50%受訪者認(rèn)為有可能在不到五年時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)(在一些頂級品牌平臺上，已經(jīng)可以使用應(yīng)用程序來控制車輛的某些特定功能。)。另一個(gè)有趣的方面是，制造商能夠通過一個(gè)訂閱模型控制對某些功能的訪問。技術(shù)發(fā)展將為實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)提供支持，但最終消費(fèi)者將決定汽車功能的訂閱模型是否受歡迎。

多年來，人們已經(jīng)預(yù)測到較高級別的自動駕駛(4級)和完全自動駕駛(5級)車輛，汽車行業(yè)正朝著這些目標(biāo)逐漸邁進(jìn)。實(shí)現(xiàn)自動駕駛需要多種功能和技術(shù)可靠地協(xié)同工作，這要求汽車行業(yè)所考慮的不僅僅是技術(shù)途徑，還有保險(xiǎn)、財(cái)務(wù)和社會后果等方面的挑戰(zhàn)需要克服。如圖2所示，27%的調(diào)查對象認(rèn)為，10年內(nèi)售出的新車中會有一半將達(dá)到4級自動駕駛，15%的人表示同期會達(dá)到5級。

圖2：當(dāng)售出的新車中有一半(50%)為4級或5級自動駕駛時(shí)，您會最先想到什么?(來源：Molex和貿(mào)澤電子)

賦能技術(shù)

受訪者被調(diào)查了過去五年中哪些數(shù)字技術(shù)影響了汽車設(shè)計(jì)(圖3)，以及今后五年的未來展望。車聯(lián)網(wǎng)方面已經(jīng)取得了重大進(jìn)展，包括新標(biāo)準(zhǔn)的批準(zhǔn)，現(xiàn)在對車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的重視已經(jīng)超越車輛本身。

圖3：根據(jù)您的經(jīng)驗(yàn)，在過去五年和未來五年，哪些數(shù)字技術(shù)已經(jīng)或?qū)绊戃囕v架構(gòu)和駕駛員體驗(yàn)?最多選擇三個(gè)。(來源：Molex和貿(mào)澤電子)

云計(jì)算以及人工智能/機(jī)器學(xué)習(xí)和沉浸式UI/UX一起，被視為未來的關(guān)鍵賦能技術(shù)。

問題和挑戰(zhàn)

下一代汽車是技術(shù)創(chuàng)新的溫床。但眾所周知，沒有一種技術(shù)的部署會一帆風(fēng)順，尤其是在有如此多相互關(guān)聯(lián)系統(tǒng)的情況下，如圖4所示。受訪者表示，軟件開發(fā)面臨的挑戰(zhàn)是硬件開發(fā)的兩倍。

圖4：在您看來，在車輪上構(gòu)建數(shù)據(jù)中心時(shí)，軟件和硬件設(shè)計(jì)哪一項(xiàng)會帶來更多技術(shù)挑戰(zhàn)?請選擇最適用答案。(來源：Molex和貿(mào)澤電子)

技術(shù)挑戰(zhàn)并不是汽車行業(yè)面臨的唯一障礙。下一代汽車在市場銷售中的內(nèi)在成功因素還包括其它層面(參見圖5)，如消費(fèi)者對自動駕駛汽車的恐懼、對路邊V2X/V2C基礎(chǔ)設(shè)施的投資，以及汽車經(jīng)銷商對銷售額下降的抵制等。

圖5：在車輪上創(chuàng)建數(shù)據(jù)中心時(shí)，最難克服的行業(yè)問題是什么?(來源：Molex和貿(mào)澤電子)

鑒于電子行業(yè)目前的半導(dǎo)體短缺，供應(yīng)鏈問題日益突出，這些可能已經(jīng)不足為奇(參見圖6)。雖然半導(dǎo)體和其他關(guān)鍵電子組件以及模塊的評級很高，但最令受訪者擔(dān)憂的技術(shù)短缺是電動汽車電池及其所需的化學(xué)原材料。

圖6：在考慮車輪上數(shù)據(jù)中心未來供應(yīng)鏈時(shí)，您預(yù)計(jì)哪些類型的技術(shù)短缺會對車輛交付產(chǎn)生重大影響?(來源：Molex和貿(mào)澤電子)

車輪上數(shù)據(jù)中心設(shè)計(jì)：下一代汽車發(fā)展機(jī)遇

超過94%的受訪者同意下一代車輛設(shè)計(jì)存在巨大市場機(jī)遇，并會將重點(diǎn)放在車輪上數(shù)據(jù)中心的模式。這一目標(biāo)不僅會嚴(yán)重依賴數(shù)字技術(shù)，還需要原始設(shè)備制造商、一級供應(yīng)商和二級供應(yīng)商之間加強(qiáng)合作。受訪者強(qiáng)調(diào)，還會有一些因素繼續(xù)對行業(yè)形成挑戰(zhàn)，這些包括數(shù)據(jù)安全和隱私、替代技術(shù)以及公司文化等(參見圖7)。

圖7：受訪者被邀請對這三種觀點(diǎn)的認(rèn)同程度進(jìn)行評分。(來源：Molex和貿(mào)澤電子)

在這三個(gè)主題中，受訪者有一些廣泛的共識。他們認(rèn)為，硬件和軟件將需要頻繁更改，以融入新的功能，并增強(qiáng)與流行消費(fèi)技術(shù)的互操作性，會引發(fā)對企業(yè)IT供應(yīng)商和汽車行業(yè)之間文化差異的擔(dān)憂，這包括構(gòu)建能夠可靠保護(hù)數(shù)據(jù)隱私和安全機(jī)制的方法，75%受訪者認(rèn)為都需要改進(jìn)。