Industria automotive nu a mai trecut niciodată printr-o asemenea perioadă în care schimbările să se realizeze atât de rapid. Este de așteptat ca ritmul schimbărilor să crească pe măsura ce vehiculele vor deveni mai conectate, mai capabile să preia unele dintre funcțiile de conducere și în cele din urmă, să se conducă singure.
Printre schimbările care influențează direcția în care se îndreptă sectorul automotive se evidențiază mărirea volumului de date care trebuie procesate, preluate de la un număr mare de senzori, precum și intensificarea traficului de date, respectiv a comunicației între modulele existente.
De asemenea, se remarcă introducerea unor noi funcționalități bazate pe tehnologii ca LiDAR, Radar și camere high-resolution cu scopul de a crea o mașină mai inteligentă. Inteligența artificială este o tehnologie-cheie atunci când este vorba de monitorizarea datelor de la senzori, identificarea și prevenirea situațiilor periculoase. Conducerea autonomă se bazează pe AI deoarece permite recunoașterea în timp real a obiectelor din apropierea vehiculului.
Diversitatea și complexitatea funcțiilor noi din cadrul mașinii duce la necesitatea utilizării unor sisteme de operare, arhitecturi și frameworkuri diferite față de ce s-a folosit în trecut, dar care să respecte standardele în vigoare și să mențină siguranța la cel mai înalt nivel.
Pentru a avea o imagine completă este bine venită o analiză punctuală a celorlalte ,,megatrend-uri" care modifică regulile sectorului mobilității și conduc la trecerea de la tehnologiile tradiționale la cele disruptive și la modele inovatoare de business.
În următorii ani, dezvoltarea zonei de E/E (Electric/Electronic) va fi influențată în mare măsură de tendințe cum ar fi: conectivitatea, electrificarea și conducere automată. Use case-urile introduse de aceste tendințe vor avea beneficii atât pentru clienți, cât și pentru OEM(Original Equipment Manufacturer).
Figura 1: "Megatrend"-uri in automotive
Comunicarea V2X (Vehicle-to-everything) se referă la transmiterea informațiilor de la un vehicul către orice entitate care poate afecta vehiculul și invers. V2X include tehnologii de comunicare cum ar fi: Vehicle-to-Vehicle (V2V), Vehicle-to-Infrastructure (V2I), Vehicle-to-Pedestrian (V2P) și Vehicle-to-Network (V2N).
Dezvoltarea sistemelor cooperative din zona V2X sau Car2X aduce avantaje decisive în ceea ce privește siguranța, eficiența și confortul în traficul rutier. Astfel, pot fi implementate sisteme inteligente de telematică și asistență pentru șoferi, cum ar fi warninguri privind diferite informații din trafic sau de la mașinile participante la trafic.
Astăzi, majoritatea campaniilor în care mașinile sunt rechemate la service se datorează modificărilor de software. Numărul de linii de cod software utilizat în vehicule este într-o creștere continuă. Prin urmare, actualizarea OTA(over-the-air) a software-ului oferă un potențial extraordinar de scădere a costurilor prin evitarea acestor situații. Astfel, problemele funcționale și de securitate pot fi rezolvate de la distanță.
Jucătorii noi de pe piață cresc presiunea asupra OEM-urilor de a dezvolta și vor introduce aceste cazuri de utilizare foarte curând, unele din aceste tehnologii fiind deja existente pe piață.
Autonomous Driving - toată lumea vorbește despre acest subiect, dar oare ce înseamnă pentru noi? Când vom vedea prima mașină fără șofer și care sunt următorii pași? Vom vedea în continuare care este stadiul actual al mașinilor autonome și cum vor redefini mobilitatea.
Într-un studiu efectuat la începutul anului, cei de la McKinsey & Company arată cum dezvoltarea de vehicule autonome va accelera și modul în care aceasta va afecta consumatorii și companiile.
Autovehiculele autonome reprezintă o inovație majoră pentru industria automobilelor. Deși nivelurile ridicate de incertitudine înconjoară problema, rolul final pe care vehiculele autonome îl pot juca în ceea ce privește economia, mobilitatea și întreaga societate ar putea fi profund influențat.
Figura 2: Beneficiile vehiculelor autonome
Dacă Statele Unite, de exemplu, ar adopta pe deplin vehicule autonome, beneficiul pentru public ar depăși 800 de miliarde de dolari pe an în 2030. Aproape o treime din beneficiu ar rezulta din reabilitarea sectorului public prin modificarea spațiilor destinate parcării și transformarea acestora în spații cu destinație comercială sau rezidențială. Aproximativ 15% s-ar acumula anual prin utilizarea productivă a timpului în cazul celor care fac naveta spre locul de muncă. Mai mult, se anticipează un beneficiu anual de aproximativ 0.5% prin diminuarea daunelor asupra mediului. În cele din urmă, mai mult de jumătate din beneficiile obținute ar proveni din căi rutiere mai sigure prin evitarea a milioane de accidente cauzate în fiecare an de erori umane.
Firmele de asigurări auto se concentrează în prezent pe acoperirea clienților în cazul accidentelor cauzate de eroarea umană. În cazul AV(Autonomous Vehicles), asigurătorii ar putea schimba modelul de business, concentrându-se în principal pe asigurarea producătorilor de autovehicule în situațiile de eroare tehnică.
Mașinile conectate sunt pregătite să devină platforme de informare care nu numai că oferă experiențe mai bune pentru șoferi, ci deschid noi drumuri pentru companii. Producătorii accesează deja o multitudine de date despre vehicule pentru a-și îmbunătăți sau perfecționa produsele și serviciile. Cum ar fi ca, în viitor, mașina să îți furnizeze informații cu privire la meniul restaurantului preferat sau variante de cazare atunci când călătorești?
Atât cererea de producție, cât și cea a consumatorilor cresc rapid în cazul vehiculelor electrice. Îmbunătățirea modului în care sunt proiectate și a producției ar putea împinge vehiculele electrice spre o profitabilitate mai mare și va diminua nevoia de subvenții. Vânzările globale de autovehicule electrice au depășit cifra de un milion (1,3 milioane) în 2017 și se prognozează că vânzările ar putea crește până la 3 milioane de vehicule în 2020.
Vehiculele electrice alimentate cu baterii nu sunt singura alternativă la autovehiculele cu motoare cu combustie internă. Vehiculele alimentate cu pile de combustie și hidrogen au început deja să ajungă pe anumite piețe din Asia, Europa și America de Nord. Ca exemple de astfel de mașini, putem menționa Toyota Mirai, Hyundai Nexo și Honda Clarity.
Concentrându-se pe modalități de a deveni și mai indispensabile clienților existenți, companiile care furnizează servicii de ridesharing vor încerca să își continue ascensiunea la un alt nivel. Investiția acestora în dezvoltarea de soluții de AV este într-o continuă creștere.
California DMV (Department of Motor Vehicles) a cerut câte un raport de la companiile care au operat vehicule autonome sub o licență de testare pe drumurile publice în perioada decembrie 2017 - noiembrie 2018.
Noțiunea de disengagement se referă la transferul controlului mașinii de la sistemul de conducere automată la șofer în anumite cazuri care se impun pentru a păstra siguranța mașinii, a conducătorului și a pasagerilor sau atunci când se detectează o defecțiune.
În următorul tabel se pot observa câteva dintre companiile care au raportat și rezultatele acestora:
Tabel 1: Rezultate raport [4]
În total au fost implicate 48 de companii în raport, 28 dintre acestea au operat peste 400 de vehicule pe drumurile publice din California. Se poate preciza că unele companii precum Tesla nu au menționat niciun vehicul, deoarece își testează vehiculele pe drumurile private unde înregistrarea acestora la autoritățile publice nu este necesară.
Să aruncăm o privire la nivelele de interacțiune dintre șofer, mașină și lumea înconjurătoare pentru a înțelege în profunzime conceptul de conducere autonomă.
Autonomia în mașini poate lua mai multe forme, de la funcții de bază ale asistenței șoferului, cum ar fi controlul vitezei (ACC - Automatic Cruise Control), până la autoturisme semi-autonome, și mai apoi complet autonome, capabile să se conducă singure fără a necesita intervenția șoferului uman. În cadrul industriei, SAE (Society of Automotive Engineers) a definit șase niveluri de clasificare în evoluția conducerii autonome. Fiecare nivel descrie măsura în care o mașină preia sarcinile și responsabilitățile conducătorului auto și modul în care mașina și conducătorul auto interacționează.
Vom analiza cele șase nivele din perspectiva șoferului și a vehiculului.
Industria auto este puternic reglementată, având cerințe stricte de siguranță. Este esențial ca fiecare componentă a unui vehicul să fie în siguranță. Eșecul nu este o opțiune. Sistemele trebuie proiectate astfel încât să prevină eșecul.
De aceea, toate componentele software auto trebuie să respecte standardul ISO 26262 (Road vehicles - Functional safety).
ISO 26262 este un standard internațional pentru siguranța funcțională a sistemelor electrice și / sau electronice în automobilele de producție, definit de Organizația Internațională de Standardizare (ISO) în 2011.
Primul pas în conformitate cu standardul ISO 26262 este identificarea nivelului de integritate al sistemului de siguranță al sistemului (ASIL).
Acest aspect este important pentru determinarea riscului pe care fiecare software îl reprezintă pentru vehicul. Nivelul ASIL determină ce trebuie realizat pentru a asigura siguranța. Utilizarea regulilor MISRA de scriere a codului este un bun exemplu.
Există patru tipuri de ASIL identificate de standard: ASIL A, ASIL B, ASIL C, ASIL D. ASIL D dictează cele mai înalte cerințe de integritate ale produsului, iar ASIL A cel mai scăzute. Pericolele care sunt identificate ca QM (Quality Management) nu necesită nici o cerință de siguranță.
Actualmente, dezvoltarea de software pentru industria automotive este guvernată de o serie de standarde care au menirea de a asigura un anumit nivel de securitate și interconectare a componentelor care se dezvoltă pentru implementarea diferitelor funcționalități. În ceea ce privește evoluția tehnologiei din zona de automotive din ultima perioadă, aceste standarde necesită, de asemenea, modificări pentru a se adapta la cerințele actuale din acest punct de vedere.
AUTOSAR (AUTomotive Open System ARchitecture) este un parteneriat de dezvoltare la nivel mondial al producătorilor de vehicule, furnizorilor de servicii și companiilor din industria electronică a automobilelor, a semiconductorilor și a software-ului.
Scopul principal al AUTOSAR, încă de la înființare, a fost stabilirea unui standard pentru arhitectura sistemului în industria automobilelor.
Prin urmare, arhitectura sistemelor AUTOSAR este un bun exemplu de schimbare în industrie. Acesta a fost dezvoltat pentru a ajuta constructorii auto să se ocupe de complexitatea software-ului în creștere și totodată să mențină costurile sub control. AUTOSAR pune accentul pe interconectarea componentelor prin standardizarea interfețelor și asigurarea unui grad ridicat de securitate a software-ului.
Classic Platform este versiunea originală. Aceasta a furnizat un ghid pentru implementarea software-ului pentru microcontrolerele de bază. Acestea trebuie să se concentreze asupra cerințelor critice în timp real și în siguranță.
Dezvoltarea eficientă a noilor cazuri de utilizare date de trenduri nu era posibilă prin folosirea arhitecturilor software existente pană de curând.
Industria se îndreaptă spre vehicule mai conectate și mai autonome. Pentru a se adapta la cerințele noi, AUTOSAR a dezvoltat un nou set de cerințe mai flexibile sub denumirea de Adaptive Platform. Acesta acoperă microprocesoare pe 32 și 64 de biți cu memorie externă, sisteme de operare mai moderne (inclusiv mașini virtuale), procesare paralelă și comunicații de lățime de bandă ridicată.
Adaptive AUTOSAR este o nouă arhitectură care permite implementarea cazurilor de utilizare menționate la începutul articolului. Se distinge o nouă abordare a producătorilor de software în care vehiculul este integrat în experiența digitală a clientului.
Tehnologiile din trend, precum conducerea automată și autonomă, conectivitatea și electrificarea, la care se adaugă câteva influențe fundamentale precum: digitalizarea, durabilitatea, eficiența și scăderea costurilor conturează imaginea mașinii viitorului și al întregului sector automotive.
Transformarea industriei auto și creșterea autonomiei autovehiculelor va avea probabil un impact profund asupra societății. Definirea unui abordări strategice rămâne o provocare semnificativă pentru industrie și autoritățile de reglementare în următorii ani.
În următoare ediție a revistei vom efectua o analiză asupra vehiculelor autonome ale momentului, precum și a funcționalităților pe care le înglobează acestea.
de Ovidiu Mățan
de Ovidiu Mățan
de Ovidiu Mățan
