SDV: Τα οχήματα που καθορίζονται από λογισμικό είναι το μέλλον

Eίναι εύκολο να φανταστεί κανείς ένα αυτοκίνητο που καθορίζεται από λογισμικό, αλλά, όπως ανακαλύπτουν οι παραδοσιακές αυτοκινητοβιομηχανίες, πολύ δύσκολο να το φτιάξει. Αυτό που ελπίζουν είναι ότι η μετατόπιση της έμφασης από το hardware στο λογισμικό θα μειώσει το κόστος ανάπτυξης, θα ενισχύσει την αφοσίωση των πελατών και θα αυξήσει τα έσοδα. Ωστόσο, η δημιουργία ενός smartphone-on-wheels απαιτεί πλήρη επανεξέταση της ανάπτυξης οχημάτων, νέες σχέσεις προμηθευτών και αναθεώρηση της εταιρικής κουλτούρας.
Μέχρι το 2030, οι ψηφιακές υπηρεσίες είναι εφικτό να δημιουργήσουν έως και 1,5 τρισεκατομμύρια δολάρια σε πρόσθετα έσοδα για την παγκόσμια βιομηχανία, ποσό που θα ανέλθει σε 3,5 τρισεκατομμύρια δολάρια έως το 2040 και θα αντιστοιχεί στο 40% των συνολικών εσόδων της αυτοκινητοβιομηχανίας.
Στο ίδιο πλαίσιο, το 2030 η αγορά για over-the-air αναβαθμίσεις και συνδρομές αναμένεται να φτάσει τα 14 δισεκατομμύρια δολάρια, από 3,3 δισεκατομμύρια δολάρια πέρυσι.

Ωστόσο η μετάβαση σε αυτοκίνητα που καθορίζονται από το λογισμικό είναι ακόμα στα σπάργανα. Ακόμα και ποιο αυτοκίνητο μετράει ως «πραγματικό» SDV είναι προς συζήτηση, αλλά οι περισσότεροι συμφωνούν ότι πρέπει να έχει ένα κεντρικό σύστημα υπολογιστών με λίγες μόνο ισχυρές ECU που ελέγχουν μια σειρά από ενσωματωμένες λειτουργίες καθώς και ροή δεδομένων από και προς το cloud.
Οι προσδοκίες, ωστόσο, δεν έχουν εξασθενίσει παρά τις πρόσφατες προκλήσεις. Η Stellantis, για παράδειγμα, προβλέπει ότι θα δημιουργήσει 20 δισεκατομμύρια ευρώ πρόσθετων εσόδων έως το 2030, καθώς οι πελάτες επωφελούνται από το λογισμικό για να πληρώσουν για πρόσθετες λειτουργίες, αναβαθμίσεις και συνδρομές.

Η Renault, από την άλλη πλευρά, ελπίζει να μειώσει κατά 50% τον χρόνο ανάπτυξης των νέων της μοντέλων επαναχρησιμοποιώντας λογισμικό που αναπτύχθηκε στο cloud και μεταφορτώθηκε σε ένα νέο «ψηφιακό πλαίσιο» που δημιουργήθηκε με τη βοήθεια του κατασκευαστή τσιπ Qualcomm και τρέχει ένα λειτουργικό σύστημα Android. Η έμφαση στο λογισμικό θα συμβάλλει επίσης στην προβλεπόμενη μείωση του κόστους των EV της Renault κατά 40%, όπως δήλωσε η εταιρεία.
Το 2021 μόλις το 2,4% των οχημάτων που κυκλοφορούν στον δρόμο θα μπορούσε να περιγραφεί ως καθορισμένα από λογισμικό (κυρίως μοντέλα Tesla). Μέχρι το 2030 το 90% ή περισσότερο θα ταιριάζει σε αυτόν τον ορισμό.

Σήμερα, η αξία του υλικού ενός smartphone είναι δευτερεύουσα σε σχέση με την αξία που δημιουργεί από την παροχή υπηρεσιών που βασίζονται σε λογισμικό μέσω εφαρμογών. Ωστόσο, ο τρόπος με τον οποίο οι βιομηχανίες smartphone και αυτοκινήτων κερδίζουν χρήματα είναι πολύ διαφορετικός. Οι αυτοκινητοβιομηχανίες εξακολουθούν να το κάνουν χρεώνοντας τους πελάτες επιπλέον για τα χαρακτηριστικά του hardware.
Οι σημερινές ηλεκτρονικές/ηλεκτρικές (E/E) αρχιτεκτονικές μπορούν να προσθέσουν χαρακτηριστικά μόνο εάν εγκατασταθεί άλλη μία ηλεκτρονική μονάδα ελέγχου. Ως αποτέλεσμα, υπάρχουν συχνά 100 ή περισσότερες ECU σε κάθε αυτοκίνητο.
Το πρόβλημα για τις αυτοκινητοβιομηχανίες είναι ότι τα οχήματα που χρησιμοποιούν αυτές τις ηλεκτρονικές αρχιτεκτονικές «κατανεμημένου τομέα» είναι επιτυχημένα. Οι ταμειακές ροές της βιομηχανίας εξακολουθούν να προέρχονται κυρίως από παλιές τεχνολογίες που όμως εξακολουθούν να πωλούνται πολύ κερδοφόρα.

Οι περισσότερες αυτοκινητοβιομηχανίες έχουν πλέον συνδυάσει τον πίνακα οργάνων με την κεντρική οθόνη αφής για να δημιουργήσουν ένα συνεκτικό σύστημα ψυχαγωγίας με ενημερώσεις over-the-air και πρόσθετες λειτουργίες λήψης. Η Mercedes-Benz δήλωσε ότι ένα δισεκατομμύριο δολάρια από τα 150 δισεκατομμύρια δολάρια των παγκόσμιων εσόδων της το 2022 προήλθε από αναβαθμίσεις οχημάτων που βασίζονται σε λογισμικό.
Αλλά, όπως συμβαίνει με τις περισσότερες τεχνολογικές εξελίξεις στην αυτοκινητοβιομηχανία, η Tesla έχει μεγάλο προβάδισμα για τη δημιουργία του οχήματος που καθορίζεται από λογισμικό. Οι κινεζικές νεοσύστατες επιχειρήσεις όπως η Nio δεν είναι πολύ πίσω, αφού και αυτές δεν δεσμεύονται από περιορισμούς που προέρχονται από μια συγκεκριμένη, παραδοσιακή κουλτούρα ανάπτυξης.

Ο κίνδυνος να γίνουν σαρωτικές αλλαγές λογισμικού σε μια καθιερωμένη αυτοκινητοβιομηχανία είναι μεγαλύτερος. Η έναρξη της παραγωγής εγκαίρως είναι αρκετά δύσκολη, χωρίς να υπολογίσεις κανείς τον εντοπισμό σφαλμάτων σε μια νέα αρχιτεκτονική E/E που εκτελεί νέο λογισμικό από προμηθευτές με τους οποίους η αυτοκινητοβιομηχανία δεν έχει συνεργαστεί ποτέ πριν.
Οι αυτοκινητοβιομηχανίες γνωρίζουν ότι πρέπει να αναλάβουν το ρίσκο εάν θέλουν να μετατρέψουν το αυτοκίνητο σε μια έξυπνη συσκευή που προσφέρει απρόσκοπτες ενημερώσεις, υπηρεσίες και πληροφορίες βάσει δεδομένων.
Υπάρχουν σαφείς δυσκαμψίες στο παλαιό σύστημα. «Στο παρελθόν βασιζόμασταν πλήρως σε συγκεκριμένους προμηθευτές», δήλωσε ο Georges Massing, αντιπρόεδρος της Mercedes-Benz, η οποία αποφάσισε να αναπτύξει το Mercedes OS, δηλαδή το δικό της λειτουργικό σύστημα.
Η έλλειψη επικοινωνίας μεταξύ των ECU με διαφορετικά ηλεκτρονικά χαρακτηριστικά έχει ως αποτέλεσμα την τεράστια επανάληψη.

Η μετάβαση στα SDV θα αναδιαρθρώσει τη σχέση αυτοκινητοβιομηχανίας-προμηθευτή. Καθώς οι νέες συνεργασίες εξελίχθηκαν, έγινε σαφές ότι οι προμηθευτές λογισμικού είχαν πρόσβαση σε δεδομένα και πληροφορίες που παράγονται από τη χρήση του αυτοκινήτου που δεν ήταν ποτέ διαθέσιμα προηγουμένως.
Ο όμιλος Volkswagen, για παράδειγμα, επέτρεψε στην εξειδικευμένη σε συστήματα ADAS, Mobileye, να συλλέγει πληροφορίες από ολόκληρο τον στόλο της VW για να δημιουργήσει έναν χάρτη δεδομένων στα οποία όμως, όπως η Volkswagen ισχυρίζεται, η Mobileye αρνήθηκε να της παραχωρήσει πρόσβαση
Η Deloitte εκτιμά ότι μια αυτοκινητοβιομηχανία θα πρέπει να δαπανά 2,7 δισεκατομμύρια δολάρια ετησίως για να έχει τη δική της εσωτερική μονάδα λογισμικού. Ωστόσο, η διαχείριση των σχέσεων με τους προμηθευτές στην εποχή του λογισμικού δεν είναι εύκολη.
Το μοντέλο συνεργασίας του παρελθόντος, όπου η αυτοκινητοβιομηχανία καθόριζε τα πάντα και διοικούσε ένα συγκεκριμένο σύνολο προμηθευτών, δεν λειτουργεί στη νέα
εποχή.

Η δυσκολία έρχεται κατά τη δημιουργία και τον συνδυασμό όλων των στοιχείων λογισμικού. Το αυτοκίνητο πρέπει να λειτουργεί ως αυτόνομος υπολογιστής edge αλλά και να συνδέεται στο cloud για να λαμβάνει ενημερώσεις και να τροφοδοτεί όλες τις υπηρεσίες που βασίζονται σε εφαρμογές. Ολοι οι αισθητήρες πρέπει να συνδέονται με τον κεντρικό υπολογιστή, αλλά και να λειτουργούν με απόλυτη ασφάλεια.
Η παροχή μιας κοινής «γλώσσας» ήταν κάτι που η βιομηχανία smartphone έλυσε με την πάροδο του χρόνου συνενώνοντας τα πάντα γύρω από δύο λειτουργικά συστήματα, της Apple για τα δικά της τηλέφωνα και το Android για σχεδόν οτιδήποτε άλλο. Η αυτοκινητοβιομηχανία δεν έχει φτάσει ακόμη εκεί.

Για να δώσει μια ώθηση, η SDV Alliance ιδρύθηκε στη φετινή CES προκειμένου να πιέσει για την εναρμόνιση των προτύπων και των μεθοδολογιών ανάπτυξης. Η συμμαχία συγκεντρώνει έναν αριθμό φορέων της βιομηχανίας που πιέζουν για την τυποποίηση διαφόρων στοιχείων του οχήματος που καθορίζεται από λογισμικό που περιλαμβάνει Autosar, Covsea, Eclipse SDV και Soafee.
Η ιδέα είναι οτιδήποτε αναπτυχθεί από την άποψη του λογισμικού θα επικοινωνεί εύκολα με το μεσαίο στρώμα και το βασικό στρώμα του λογισμικού στο αυτοκίνητο, επιτρέποντας τη σύνταξη νέου κώδικα και τη δοκιμή στο cloud (η μέθοδος “ψηφιακού δίδυμου”). Αυτό θεωρητικά θα μειώσει μήνες από τον χρόνο ανάπτυξης του μοντέλου και θα εξοικονομήσει εκατομμύρια αποφεύγοντας τις δοκιμές «hardware-in-loop» σε πρωτότυπα οχήματα.

Η Arm, εταιρεία σχεδίασης ημιαγωγών, δημιούργησε το Soafee (συντομογραφία για κλιμακούμενη ανοιχτή αρχιτεκτονική για ενσωματωμένο άκρο) για να δώσει στη βιομηχανία οχημάτων που καθορίζεται από λογισμικό μια πολύ αναγκαία ώθηση. Ανάμεσα στις εταιρείες που χρησιμοποιούν πλέον το Soafee περιλαμβάνονται οι Continental, Tata Motors, Geely, Qualcomm και Harman.
Σε αυτή τη νέα σχέση προμηθευτή, οι αυτοκινητοβιομηχανίες μπορούν να επικεντρωθούν αποκλειστικά στο λογισμικό που βλέπει ο πελάτης τους, επιτρέποντας τη διαφοροποίηση της μάρκας. Οι ανεξάρτητοι προγραμματιστές εφαρμογών μπορούν να εργαστούν σε υπηρεσίες ειδικά για το αυτοκίνητο με τη γνώση ότι θα είναι συμβατές με μια σειρά εμπορικών σημάτων λόγω ενός κοινού επιπέδου «αφαίρεσης».

Οι αυτοκινητοβιομηχανίες βασίζονται σε μεγάλο βαθμό σε κατασκευαστές ημιαγωγών όπως η Qualcomm, η Nvidia και η Renesas για την παροχή κεντρικών συστημάτων σε τσιπ (SoC) αρκετά ισχυρά για να αντιμετωπίσουν τον πολλαπλασιασμό των οθονών, τα βελτιωμένα γραφικά και την πρόσθετη επεξεργασία δεδομένων που απαιτείται.
Το 2022, η Qualcomm δήλωσε ότι παραγγελίες της αυτοκινητοβιομηχανίας άγγιζαν τα 30 δισεκατομμύρια δολάρια. Αν και οι εταιρείες τεχνολογίας διεισδύουν σε έναν χώρο που καταλαμβάνεται σχεδόν αποκλειστικά από παραδοσιακούς προμηθευτές αυτοκινήτων, αρκετοί καθιερωμένοι παίκτες κερδίζουν επίσης. Η μεγάλη αλλαγή στο όχημα που καθορίζεται από λογισμικό είναι η αντικατάσταση μικρών ECU αξίας 10 έως 20 ευρώ από μεγάλους, πολύπλοκους υπολογιστές αξίας αρκετών εκατοντάδων ευρώ.

Η Harman πέρυσι κέρδισε τη μεγαλύτερη παραγγελία που είχε ποτέ η εταιρεία από την αυτοκινητοβιομηχανία για ένα κεντρικό υπολογιστικό σύστημα για μία μόνο εταιρεία, αξίας «πολλών δισεκατομμυρίων δολαρίων».
Η Mobileye, επίσης το 2023, κατέγραψε προθεσμιακές παραγγελίες ύψους 7,4 δισεκατομμυρίων δολαρίων. Μάλιστα πλέον η εταιρεία επιτρέπει στις αυτοκινητοβιομηχανίες να συντονίζουν το τελικό προϊόν ADAS που έχουν παραγγείελει μέσω του λειτουργικού συστήματος DXP.
Το αν τα χρήματα που επενδύονται στην ανάπτυξη οχημάτων που καθορίζονται από λογισμικό θα επιστραφούν παραμένει ένα ανοιχτό ερώτημα, καθώς οι προμηθευτές και οι αυτοκινητοβιομηχανίες διερευνούν για ποιο περιεχόμενο και ποιες υπηρεσίες οι πελάτες θα είναι πρόθυμοι να πληρώσουν επιπλέον.

Στη Stellantis οι ιδέες συνδρομής περιλαμβάνουν καθοδήγηση εκτός δρόμου για ιδιοκτήτες Jeep ή αναβαθμίσεις ιπποδύναμης για αυτοκίνητα επιδόσεων της Dodge για ένα χρονικό διάστημα στο μέλλον, όταν οι αποδόσεις θα είναι περιορισμένες, εκτός από ορισμένες ζώνες. Αυτό που μάλλον δεν λειτουργήσει είναι να ζητήσει κανείς από τους πελάτες να πληρώσουν για να ξεκλειδώσουν ήδη ενσωματωμένο υλικό. Για παράδειγμα αν ο πελάτης αγοράσει ένα αυτοκίνητο με θερμαινόμενο κάθισμα, περιμένει αυτό το θερμαινόμενο κάθισμα να λειτουργήσει, όχι να προσφερθεί ως υπηρεσία.
Η δυνατότητα αναβάθμισης των αυτοκινήτων εξαρτάται επίσης από το αν το υλικό μπορεί να αντιμετωπίσει τις αυξανόμενες αναβαθμίσεις με πολλά δεδομένα. Οι βελτιώσεις στο ADAS και οι δυνατότητες για αυτόνομη οδήγηση με δυνατότητα λήψης ως πολλά υποσχόμενες ροές εσόδων θα οδηγήσουν σε έναν αγώνα ισχύος υπολογιστών.

Πάντα δηλαδή θα χρειάζεσαι περισσότερη υπολογιστική δύναμη. Υπάρχει άμεση σχέση μεταξύ του όγκου των υπολογιστών στο αυτοκίνητο και του πόσο ασφαλές μπορεί να είναι αυτό το αυτοκίνητο.
Όσο τεράστια και αν είναι τα προβλήματα στη δημιουργία του οχήματος που καθορίζεται από το λογισμικό, ο αγώνας δρόμου για την επίλυσή τους γίνεται όλο και πιο έντονος, καθώς η Tesla και αρκετές κινεζικές νεοσύστατες επιχειρήσεις εργάζονται για τα ίδια ζητήματα.