前沿：本文由《汽車軟件架構(gòu)》譯者根據(jù)譯者序改寫，原文撰寫于2020年3月，兩年過去，作者對其中一些觀點(diǎn)補(bǔ)充了行業(yè)最新的實踐。本文對“軟件定義汽車”這一概念進(jìn)行了全面概述，內(nèi)容包括：

1.  對軟件能否定義汽車的思辨

2.  透過歷史，如何定義“定義汽車”

3.  對汽車軟件生態(tài)全棧的拆分解析

4.  如何站在歷史的角度看待這場變革的本質(zhì)

5.  這場變革為汽車行業(yè)及企業(yè)帶來的挑戰(zhàn)

其中包含一些作者對汽車行業(yè)及汽車軟件的觀點(diǎn)，其結(jié)論未必絕對，但文中對汽車及消費(fèi)電子等行業(yè)歷史的思考、對出行本質(zhì)的探討、對汽車軟件全景的總結(jié)，以及對汽車軟件相關(guān)的行業(yè)新議題的分析仍值得借鑒，有助于相關(guān)從業(yè)者更思辨地判斷行業(yè)的未來。正可謂“栽來無別用，只要引清風(fēng)”。

1.軟件能定義汽車嗎？一些存在漏洞的理由當(dāng)“軟件定義汽車”已經(jīng)婦孺皆知，一個靈魂拷問卻始終困擾著我：軟件真的能定義汽車嗎？這一問題的結(jié)論也許并不重要，但通過刨根問底，有助于我們更好的理解汽車軟件，更理性的看待這個時代。支持“軟件能定義汽車”的理由，最常出現(xiàn)的是以下三種，它們似乎都存在不妥之處：觀點(diǎn)一：汽車和幾年前的手機(jī)發(fā)展相似，如今手機(jī)硬件同質(zhì)化嚴(yán)重，競爭力主要來自軟件生態(tài)；所以幾年后的汽車也會硬件標(biāo)準(zhǔn)化，并且軟件通過與標(biāo)準(zhǔn)化硬件的解耦，成為汽車競爭力的決定性因素。觀點(diǎn)一的漏洞：這一觀點(diǎn)相當(dāng)主流。我們姑且不談汽車會不會成為“大手機(jī)”，但手機(jī)硬件真的已經(jīng)同質(zhì)化了嗎？那為何蘋果、三星、華為、小米、OPPO等頭部手機(jī)廠都在自研芯片，又為何華為手機(jī)會被美國卡脖子？當(dāng)今全球的手機(jī)都在使用App Store及Google play兩個高度同質(zhì)化的軟件生態(tài)，為什么消費(fèi)者仍然愿意花近十倍的價格購買蘋果、華為等高端機(jī)？如果我們看比手機(jī)歷史更久的計算機(jī)行業(yè)，直到今日CPU、內(nèi)存、顯卡乃至輕量化材料等硬件仍是高端PC機(jī)的差異化賣點(diǎn)。

事實上，早在X86架構(gòu)出現(xiàn)后，計算機(jī)領(lǐng)域的軟硬件就以之為界出現(xiàn)解耦之勢，但此后硬件和軟件始終在交錯發(fā)展。硬件領(lǐng)先時軟件成為發(fā)展主旋律，隨后一段時間內(nèi)，在消費(fèi)者需求帶動下軟件逐漸復(fù)雜化，硬件資源又成為了瓶頸。如今哪怕摩爾定律接近失效，頭部PC企業(yè)仍未停止在硬件設(shè)計上的投入。似乎從沒出現(xiàn)“先把硬件發(fā)展到頭，再靠軟件定義產(chǎn)品”的趨勢。

計算機(jī)行業(yè)尚且如此，汽車行業(yè)過猶不及。無論是自動駕駛的線控技術(shù)和芯片技術(shù)、路車協(xié)同的MEC/RSU等，都有大量與軟件算法無關(guān)的基礎(chǔ)性問題尚未解決，類似計算機(jī)領(lǐng)域的軟硬件交錯前行甚至還未開始。而如果硬件的同質(zhì)化難以發(fā)生，那軟硬件解耦似乎就更難推動“軟件定義汽車”了。解耦后的軟硬件充其量只能在時間上實現(xiàn)同步開發(fā)，并不代表電子/機(jī)械硬件必須圍繞軟件來定義。誠然，軟件在滿足消費(fèi)者需求上更靈活，但失敗的代價也比硬件更小，硬件很難僅為了一個未經(jīng)市場證明的軟件/算法就去投入重資源進(jìn)行升級、配合其批產(chǎn)。所以，與其說軟件定義了汽車，還不如說“功能定義了汽車，軟硬件齊頭并進(jìn)將功能實現(xiàn)”。 觀點(diǎn)二：特斯拉開創(chuàng)了軟件商品化的先河，未來依托于面向服務(wù)架構(gòu)的汽車付費(fèi)軟件、訂閱生態(tài)將是車企的核心競爭力。觀點(diǎn)二的漏洞：這一觀點(diǎn)隨著近年來SOA架構(gòu)的落地愈發(fā)流行。持有這一觀點(diǎn)的人常會舉蘋果靠軟件生態(tài)戰(zhàn)勝諾基亞的例子，并認(rèn)為特斯拉是下一個蘋果，如果傳統(tǒng)車企不效仿就會像諾基亞一樣被淘汰。但首先，蘋果靠軟件生態(tài)戰(zhàn)勝諾基亞到底是不是事實就值得商榷。如果回看2007-2011年間的新聞和智能手機(jī)出貨量變化，會發(fā)現(xiàn)蘋果和Android軟件生態(tài)也許只是壓死諾基亞的最后一根稻草。在2007年App Store還未上架時，初代iPhone的問世就已經(jīng)憑借簡潔的外觀、優(yōu)秀的人機(jī)交互設(shè)計、高靈敏度大觸屏、高效上網(wǎng)體驗打得諾基亞節(jié)節(jié)敗退，這些KSF似乎與軟件關(guān)系不大。其次，盡管FSD付費(fèi)軟件為特斯拉創(chuàng)造了相當(dāng)?shù)睦麧櫍幢厥俏M(fèi)者購車的最關(guān)鍵要素。筆者身為特斯拉車主，購車時也同樣看重其同等價格下的續(xù)航、快充、充電樁部署、造型、加速度、高靈敏中控大屏及并不雞肋的人機(jī)交互設(shè)計，而支撐著這些優(yōu)勢的除了軟件，行業(yè)領(lǐng)先的HW3.0、行業(yè)首個量產(chǎn)的SiC功率半導(dǎo)體、大電流超充等硬件、乃至業(yè)內(nèi)一流的自動化和零庫存管理等先進(jìn)制造能力也同樣關(guān)鍵。再次，盡管SOA大幅提升了汽車軟件的可拓展性，但在筆者看來，汽車軟件未必真的會形成諸如App Store一樣繁榮的生態(tài)。畢竟在另一個與人命相關(guān)的醫(yī)藥領(lǐng)域，一直在采用強(qiáng)制臨床實驗、嚴(yán)格準(zhǔn)入上市、開處方購藥的全周期“集權(quán)”模式，從未形成諸如手機(jī)軟件般依靠SDK散養(yǎng)繁殖的高度開放生態(tài)。所以，不可否認(rèn)，軟件商品化及其背后的SOA架構(gòu)已經(jīng)成為了新時代車企的“必修課”，但它很難將汽車軟件生態(tài)推動到手機(jī)軟件生態(tài)般的豐富度；而就算汽車軟件生態(tài)達(dá)到了這一豐富度，iPhone和特斯拉的例子都啟發(fā)我們，也許僅靠繁榮開放的軟件生態(tài)，仍難以定義汽車。觀點(diǎn)三：汽車的代碼長度已經(jīng)超過了其他消費(fèi)電子品，因此汽車已經(jīng)是靠軟件驅(qū)動的商品了。觀點(diǎn)三的漏洞：這一觀點(diǎn)從技術(shù)角度看漏洞顯而易見，但因常被引用且具有一定誤導(dǎo)性，有必要做個澄清。汽車代碼規(guī)模龐大是事實，例如發(fā)動機(jī)控制代碼算上xml文件已達(dá)700萬行，遠(yuǎn)超普通的計算機(jī)軟件。但這種觀點(diǎn)并沒有考慮到代碼效率問題。汽車的嵌入式軟件要求硬實時性，對操作系統(tǒng)的運(yùn)行時間開銷要求嚴(yán)格，這意味著每個任務(wù)都有明確且個性的激活時刻和截止時刻，因而任務(wù)間的調(diào)度設(shè)計也必須逐一考慮到每兩個任務(wù)在時間上的相互關(guān)系，這種相互關(guān)系往往因產(chǎn)品功能及硬件個性而異，因此軟件可復(fù)用的庫較少，通常需要采取近乎枚舉法的編程方式，效率顯然不高。而計算機(jī)軟件多采用解釋型語言，大量功能場景可以復(fù)用現(xiàn)成的庫，引用庫的代碼僅需寥寥數(shù)筆且不需要像嵌入式系統(tǒng)的編譯型語言一樣轉(zhuǎn)化為繁瑣的C代碼，即可實現(xiàn)強(qiáng)大功能。這就造成了軟件驅(qū)動汽車發(fā)展的“假象”。汽車軟件代碼產(chǎn)出多，但并不代表軟件對汽車有決定性。總結(jié)：諸如此類的觀點(diǎn)還有很多，這些觀點(diǎn)確實說明軟件在汽車中變得更加重要了，但似乎并不能說明軟件能定義汽車。所以，“軟件定義汽車”的本質(zhì)到底是什么？想要厘清這筆賬，我們有必要回到最初的起點(diǎn)。 

2.以史為鑒

如何定義“定義汽車”？出于嚴(yán)謹(jǐn)，在分析“軟件能否定義汽車”前，我們有必要搞清楚，到底什么樣的創(chuàng)新才算得上“能定義汽車”。這個問題很大，不同人觀點(diǎn)各異，筆者在此權(quán)當(dāng)拋磚引玉。先看一個故事。在1920年代末期，在福特T型車統(tǒng)治下的汽車行業(yè)普遍認(rèn)為硬件已經(jīng)同質(zhì)化，難再有大突破，業(yè)界亟須為汽車找到新的賣點(diǎn)。1927年，通用汽車成立藝術(shù)與色彩部，在傳奇人物Harley Earl的帶領(lǐng)下，大量造型光怪陸離的汽車被設(shè)計出，引發(fā)了汽車的造型革命。一時間，汽車制造商將注意力都放在了內(nèi)外飾的設(shè)計上，并依靠“汽車能體現(xiàn)車主個性”的宣傳，壓迫消費(fèi)者為奇特的造型付更多的錢。直到1965年，一本名為《Unsafe at Any Speed》的書出版，全面抨擊了汽車的過度設(shè)計及對安全的忽視，這場長達(dá)二十余年的造型風(fēng)潮熄滅。當(dāng)我們回憶汽車的歷史，我們很難說這一風(fēng)潮重新定義了汽車，因為這場風(fēng)潮中的多數(shù)產(chǎn)物都已難在當(dāng)代汽車上看到影子。相反，我們至今仍能記住百年前首次為汽車加了外殼的福特T型車、六十年前的波爾舍甲殼蟲、喬治亞羅高爾夫，它們的理念在今天的汽車造型設(shè)計上得到了傳承，某種意義上可以稱得上重新定義了汽車。深究它們與前者的區(qū)別，這些跨世之作都在設(shè)計了個性鮮明的造型同時，恰到好處地解決了當(dāng)時人們的出行痛點(diǎn)。

所以，到底什么樣的創(chuàng)新才算“能定義汽車”呢？如果回到本源，人類對社交的訴求和向往自由的靈魂讓出行成為剛需；而對于出行，無論交通工具怎么變，人類的要求始終都是：

1. 安全到達(dá)目的地；

2. 在出行這件事上耗費(fèi)的錢、時間、精力越少越好；

3. 在出行上獲得更好的舒適性和愉悅感。1和2是基礎(chǔ)需求，而3則是進(jìn)階需求。

圖1 人類出行需求的本質(zhì)及滿足需求的創(chuàng)新舉例 
如果歸納那些我們認(rèn)為曾定義了汽車的變革，（對照上圖）它們通常都使汽車在滿足某一項人類出行需求（安全、消耗、舒適/愉悅）上取得了大幅度提升，同時又沒有讓已經(jīng)得到滿足的人類基本出行需求（安全及消耗）發(fā)生倒退。后一條件中“基礎(chǔ)”二字尤為關(guān)鍵，諸如舒適性和愉悅感等進(jìn)階需求通常千人千面，很難評價何為倒退。而對于基礎(chǔ)性的需求，消費(fèi)者對“需求被更好滿足”有高度一致的判斷，任何出現(xiàn)的倒退都難以被接受。歷史上未能成功定義汽車的創(chuàng)新，問題多數(shù)并不在創(chuàng)新力度不夠，而在于它們犧牲了原本已經(jīng)得到滿足的基礎(chǔ)出行需求，尤其是那些與心理學(xué)相關(guān)的“精力消耗”維度，因為諸如“綜合出行負(fù)荷增加”等難以量化的因素在短期內(nèi)未必會被消費(fèi)者察覺，因此當(dāng)車企面對習(xí)慣被喂養(yǎng)的消費(fèi)者時，仍能靠“新鮮感”來維持創(chuàng)新帶來的虛假繁榮；可時間一長，一旦消費(fèi)者感知到了負(fù)荷的增加，就可能引發(fā)焦慮和挫敗感，從而產(chǎn)生對創(chuàng)新失去信任、甚至超越信任的報復(fù)行為，最終將功能棄用。這和現(xiàn)在的汽車軟件浪潮是否有幾分貼切？表面上看，汽車的軟件生態(tài)在不斷繁榮，但其中也創(chuàng)造了相當(dāng)多消費(fèi)者不會使用的功能，這些功能本意想提升用戶體驗，但卻向駕駛員提供了多余且無用的反饋，反而造成了駕駛員分心和焦慮。當(dāng)這些功能被強(qiáng)行以高溢價賣給了消費(fèi)者，盡管短期內(nèi)能“唬住”消費(fèi)者并引發(fā)了行業(yè)大流行，但我們真的能稱之為 “重新定義了汽車”嗎？

3.  軟件不能定義汽車

所以，軟件到底能定義汽車嗎？我們不妨將汽車上所有的軟件拆開做逐一分析。我們采用AutoSAR的理念，將汽車軟件拆成“傳統(tǒng)控制”、“自動駕駛”、“智能座艙”、“非車載”四個域。最終我們將問題轉(zhuǎn)化為：

1. 這些域中，哪些是僅靠軟件就能定義的；

2. 這些僅靠軟件就能定義的域，又能否定義汽車。在每個域中，我們又將軟件拆分為基礎(chǔ)軟件（硬件驅(qū)動、任務(wù)調(diào)度及其他中間件）和應(yīng)用層軟件。

必須說明，這種分類并不唯一，這里只是為了將汽車軟件拆分為互斥窮舉的若干部分，便于分析。如下圖所示，筆者將不同域的軟件技術(shù)和商業(yè)特點(diǎn)進(jìn)行了簡要總結(jié)，如下圖（后臺回復(fù)“20220417”可獲取高清版）。

圖2 汽車軟件構(gòu)成簡圖
傳統(tǒng)控制域的軟件其特點(diǎn)見上圖不再贅述。首先，該域的嵌入式軟件與其所關(guān)聯(lián)的設(shè)定值發(fā)生器、傳感器、執(zhí)行器高度相關(guān)，單獨(dú)的軟件難以成為功能好壞的決定因素。其次，這類軟件通常由提供控制器、執(zhí)行器、智能傳感器的Tier1直接開發(fā)。因為在編程中要考慮很多硬件的個性特征，所以難以形成行業(yè)通用的軟件場景庫，而Tier 1在對自家產(chǎn)品的配套軟件開發(fā)中已長期積累了相當(dāng)數(shù)量的代碼，甚至形成了企業(yè)內(nèi)部的子代碼庫。這就導(dǎo)致想扛過軟件大旗的主機(jī)廠或科技公司哪怕編程能力再強(qiáng)，也很難取代前者，最多采取software sharing的方式，在應(yīng)用層與消費(fèi)者直接相關(guān)的功能軟件中參與部分開發(fā)。顯然，傳統(tǒng)控制域無法僅憑軟件來定義，且僅具備軟件能力的企業(yè)也很難在此領(lǐng)域掀起波瀾。自動駕駛域的軟件

其特點(diǎn)見上圖不再贅述。該域的現(xiàn)狀是，一方面底層操作系統(tǒng)既要安全關(guān)鍵，又因數(shù)據(jù)量大而需要采用動態(tài)任務(wù)及內(nèi)存分配，門檻極高，多年來也只有四五家可做，難以成為引領(lǐng)軟件定義汽車風(fēng)潮的主導(dǎo)因素。而另一方面，盡管自動駕駛顯然可以定義汽車，但暫時還沒發(fā)展到可以完全依靠算法軟件來定義的階段。它在系統(tǒng)及硬件方面仍有眾多工程化問題待解決，且當(dāng)前行業(yè)話語權(quán)之爭也不僅圍繞軟件算法，還圍繞與硬件相關(guān)的計算平臺和算力展開。另外如前所述，未來該域也很可能會出現(xiàn)與計算機(jī)行業(yè)類似的軟硬件交替式發(fā)展現(xiàn)象。因此，我們也無法認(rèn)為自動駕駛域是靠軟件來定義的。

路側(cè)及云側(cè)的軟件其特點(diǎn)見上圖不再贅述。首先，盡管該域的發(fā)展主要集中在算法及信息安全等依靠軟件決定的領(lǐng)域，但它必須依附于車端的自動駕駛功能才能發(fā)揮最大價值。其次，該域內(nèi)的硬件盡管要求相對車端低，成熟度也相對高，但仍有諸如車端實時性任務(wù)卸載時的延時、車輛高速移動時的信道衰落等通信及系統(tǒng)性問題待解決，這些不僅依靠算法的優(yōu)化，也依靠路側(cè)設(shè)備的硬件性能。從短期來看，至少在自動駕駛未實現(xiàn)大規(guī)模落地前，該域也難以定義汽車。智能座艙域的軟件上述三個域被排除后，智能座艙就成了支持“軟件能定義汽車”這一觀點(diǎn)最后的希望。事實上，大多數(shù)人談?wù)撥浖x汽車時，往往也是在談?wù)撛撚騼?nèi)偏向消費(fèi)電子的軟件功能給汽車帶來的影響。對于消費(fèi)電子和資本界而言，該域和手機(jī)相似，門檻低且創(chuàng)新空間大，是進(jìn)入汽車行業(yè)的最佳入口。為了把“局”做大，甚至提出了與智能座艙配套的滑板底盤概念，認(rèn)為未來的汽車 = 滑板底盤 + 智能座艙 + 路云協(xié)同。而在汽車行業(yè)內(nèi)部，因為整車的議價能力降低，其他高溢價領(lǐng)域的門檻又太高（比如自動駕駛），所以也將智能座艙視為提升車輛利潤的首要突破口。似乎它確實具備能定義汽車的潛力？我們不妨拆成兩個問題看：1.軟件能否定義智能座艙？2. 智能座艙又能否定義汽車？僅就筆者個人來看，兩者的答案暫時都是否定的。首先，軟件并不能定義智能座艙。還是從與智能座艙相似的手機(jī)領(lǐng)域切入。手機(jī)領(lǐng)域硬件同質(zhì)化+軟件差異化的商業(yè)模式確實存在，但高端手機(jī)無論是蘋果、三星還是華為，都在持續(xù)迭代硬件。甚至在全世界手機(jī)廠都在共用App Store和Google play兩個同質(zhì)化極其嚴(yán)重的軟件生態(tài)時，硬件似乎反而成了核心競爭力。類比來看，硬件同質(zhì)化（甚至整車代工）+ 軟件差異化的商業(yè)模式確實可以在汽車中實現(xiàn)，這種模式降低了造車門檻，但采取該模式的造出的車卻難有持久力。在硬件同質(zhì)化的前提下，依靠新穎的軟件功能確實能短暫滿足消費(fèi)者對黑科技的獵奇心理，可對于追求品質(zhì)的中高端消費(fèi)者吸引卻不足，這就意味著車型的售價難以提升，成本壓力又會直接傳導(dǎo)回硬件，車企將不得不采用低成本的硬件，這反過來又會限制軟件功能創(chuàng)新的施展空間，最終這類車型的所謂軟件很可能走向“華而不實”的惡性循環(huán)。其次，當(dāng)前的智能座艙也難以定義汽車。在人因工程學(xué)領(lǐng)域，將智能座艙所處理的功能稱為次級駕駛?cè)蝿?wù)。與之對應(yīng)的油門剎車方向盤操作，則是主駕駛?cè)蝿?wù)。當(dāng)前多數(shù)車企打造智能座艙的主要動作就是將iPad裝上車，并沒有考慮到次級駕駛?cè)蝿?wù)對主駕駛?cè)蝿?wù)造成的“認(rèn)知分散”，這可能會導(dǎo)致預(yù)期功能安全風(fēng)險；或可能因為一項雞肋設(shè)計增加了駕駛員的負(fù)荷，從而產(chǎn)生挫敗感，最終導(dǎo)致駕駛員棄用功能甚至品牌口碑的降低。關(guān)于這一話題，涉及到駕駛員情景意識、反饋、負(fù)荷、信任等眾多駕駛心理學(xué)問題，這里不再贅述，建議感興趣的讀者閱讀筆者的另一譯著《汽車人因工程學(xué)》或兩篇科普文章《智能座艙人機(jī)交互的發(fā)展趨勢和實踐》、《把所有汽車的中控都改成iPad可行嗎？》?？傊悄茏撊绻芏x汽車，也許只有兩種可能：第一，自動駕駛成為現(xiàn)實，主駕駛?cè)蝿?wù)交給機(jī)器，車輛成為第三生活空間，智能座艙將成為車型差異化的主戰(zhàn)場；第二，自動駕駛未實現(xiàn)，但智能座艙的功能充分考慮到次級駕駛?cè)蝿?wù)對主駕駛?cè)蝿?wù)的注意力資源的占用以及預(yù)期功能安全等問題，諷刺的是，在這一點(diǎn)上德日系老牌車企反而比言必談“軟件定義汽車”的國內(nèi)多數(shù)車企做的好的多。 總結(jié)汽車軟件數(shù)量和種類的增多已經(jīng)是不可逆的趨勢，而依靠軟件獲得更高的利潤也是所有車企未來持續(xù)增長的基盤。軟硬件解耦正在發(fā)生，由軟件實現(xiàn)的AI算法是驅(qū)動汽車發(fā)展的重要課題之一，基于SOA的軟件生態(tài)已經(jīng)成為所有車企的必修課，基于智能座艙的個性化軟件功能也在繁榮蔓延。但，這些都不足以讓軟件定義汽車。如果軟件不能定義汽車，那“軟件定義汽車”這一“政治正確”的觀點(diǎn)本質(zhì)到底是什么？

4.  歷史的延續(xù)

一場由外界力量做的局如果回顧歷史，會發(fā)現(xiàn)“軟件定義汽車”的與汽車歷史上曾經(jīng)的流行趨勢在發(fā)展軌跡上有諸多相似，它并非什么“百年未遇的大變革”。本質(zhì)上，它是外界力量為“自己進(jìn)入汽車行業(yè)做的一個局”而設(shè)計的宣傳語，但它客觀上確實推動了汽車軟件的大流行，也勢必將改變汽車行業(yè)。至于“軟件定義汽車”這句宣傳語本身的正確性，也許并不重要。“軟件定義汽車”是如何流行的？據(jù)網(wǎng)傳，軟件定義汽車的首次提出大約在2002-2007期間（盡管筆者沒有找到，僅找到2002年GM的汽車SOA方案），但可以肯定的是，當(dāng)時并未激起太多波瀾。直到2016年由百度自動駕駛負(fù)責(zé)人提出后，該口號才成為流行語。到2017年，Adaptive AutoSAR的第一版R17-03被釋放，Adaptive Car的概念被提出（圖3），行業(yè)上首次給出了軟件定義汽車的架構(gòu)雛形，并沿用至今。之后，諸如英偉達(dá)黃仁勛及行業(yè)內(nèi)外的其他意見領(lǐng)袖都對這一概念給出了更具體的解釋，軟件定義汽車逐漸成為了行業(yè)大流行。而另一條故事線上，從2014年開始，特斯拉陸續(xù)實現(xiàn)了中控大屏、SOTA/FOTA、付費(fèi)軟件模式、大量的車載娛樂功能，并在2017年交付的Model3中實現(xiàn)了集中分布式電子電氣架構(gòu)。行業(yè)普遍覺得它為 “軟件定義汽車”打了樣。

圖3. 2017年AUTOSAR組織提出的Adaptive Car的概念

“軟件定義汽車”的流行和汽車歷史上的其他大流行別無二致把目光投向整個汽車的發(fā)展史，能明顯感覺到汽車行業(yè)的大流行都遵循著相似的軌跡發(fā)展而來，“軟件定義汽車”也并無例外。總結(jié)來看，一個汽車行業(yè)大流行的發(fā)展軌跡通常有兩個關(guān)鍵要素：第一要素：時代的火燒向汽車在本質(zhì)上，汽車并不能算一項技術(shù)，它是人類為獲得更好的出行體驗而集成各類新興技術(shù)的載體。所以，汽車的流行趨勢往往都由“時代的火”所點(diǎn)燃。時代的“火”通常有兩種方式燒向汽車。一種方式是從需求端點(diǎn)燃，由行業(yè)主動完成的變革。這種需求或是時代大變革改變了人類的生活方式，讓人們對出行產(chǎn)生了新的期許（比如1760年的工業(yè)革命讓人類學(xué)會了借助機(jī)器提升生產(chǎn)效率，人類將這一期許帶到出行領(lǐng)域，于1801年發(fā)明了最早的蒸汽動力汽車，人類進(jìn)入汽車時代），亦或是汽車在滿足人類出行需求上有明顯的短板，工程師帶著問題去時代趨勢中尋找解決方案（例如1970年代，為解決機(jī)械斷電器式點(diǎn)火帶來的啟動耗時長問題，汽車工程師去當(dāng)時飛速進(jìn)步的固態(tài)電子學(xué)中尋找答案，于是基于晶體管的電子點(diǎn)火技術(shù)被發(fā)明，汽車進(jìn)入電子時代）。另一種是從供給端點(diǎn)燃，由外力推動汽車行業(yè)的變革。每當(dāng)跨時代的新技術(shù)出現(xiàn)，資本力量和新技術(shù)的利益相關(guān)企業(yè)都希望在汽車上尋找到技術(shù)的落地場景，從而在汽車這個規(guī)模巨大的市場中分一杯羹。而隨著汽車已能滿足人類出行的基本需求，同時資本力量在汽車產(chǎn)業(yè)鏈中愈發(fā)滲透，這種“外界先搭臺吆喝，汽車行業(yè)再千呼萬喚始出來”的方式逐漸成為了主流。軟件定義汽車的這把“火”，正是在這種模式下被點(diǎn)燃的。2000年代，當(dāng)ICT行業(yè)提出軟件定義汽車時，也提出了軟件定義網(wǎng)絡(luò)、軟件能定義Radio等概念。那時的“時代之火”更多是由軟件工程的興起引發(fā)，軟件工程界期望用軟件將一切物理實體數(shù)字化，并借助軟件在數(shù)字計算上的優(yōu)勢加快社會的發(fā)展。但在智能手機(jī)尚未出現(xiàn)的當(dāng)年，資本界和軟件工程界并不知道這把火該如何燒向汽車，轉(zhuǎn)而將軟件之火燒向了前景更明朗的網(wǎng)絡(luò)/通信領(lǐng)域。說句題外話，當(dāng)時的這把火確實點(diǎn)燃了通信領(lǐng)域，而通信領(lǐng)域的技術(shù)風(fēng)潮也影響到了汽車行業(yè)，高帶寬的Flexray總線就是在此期間被提出。而到了2016年，數(shù)字化和智能化已經(jīng)成為了時代的明確主題。5G通信、數(shù)據(jù)科學(xué)、人工智能、云計算等新興基礎(chǔ)技術(shù)開始嶄露頭角，它們與汽車的融合所帶來的無限可能自然會讓人類浮想聯(lián)翩，而軟件恰恰是這種融合得以實現(xiàn)的核心要素之一，這是天時。同時，智能手機(jī)和互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)逐漸進(jìn)入成熟期，資本家和相關(guān)企業(yè)亟須尋找新的盈利曲線，這是地利。于是軟件的火更旺盛地?zé)蛄似嚒Ｈ欢?，汽車作為重資產(chǎn)行業(yè)，身軀龐大。外界的吆喝除了“天時”“地利”加碼外，還必須要“人和”才能真的將整個行業(yè)喚醒。這就是我們要講的第二要素。第二要素：冒險者的破局外界的呼聲要想真的撼動汽車行業(yè)這條大船，通常需要一個敢于冒險的人將夢想落地，進(jìn)而引發(fā)鯰魚效應(yīng)。這時，傳統(tǒng)車企將不得不接招，以避免被淘汰。歷史上一個著名的例子是福特T型車的問世。在1900年代，西方一二線城市的老百姓們對擁有汽車這一新鮮且更快速的出行工具充滿期望。但受限于價格和制造效率，汽車仍是貴族的專享。直到1908福特T型車問世，依靠流水線作業(yè)將汽車的售價降低了80%，生產(chǎn)周期則從行業(yè)平均的每年百余輛提升到數(shù)十秒一輛。汽車飛入了尋常百姓家，汽車行業(yè)的大佬們這才意識到了危機(jī)，全部all in流水線生產(chǎn)，汽車平民化時代的大幕被掀開。而促使“軟件定義汽車”被汽車行業(yè)所重視的，則是特斯拉的出現(xiàn)。從2014年開始特斯拉在SOTA/FOTA、付費(fèi)軟件模式、車載娛樂功能上的一系列軟件創(chuàng)新讓汽車行業(yè)意識到了危機(jī)，于是歐美主流主機(jī)廠在2016年聯(lián)手打造了AP AutoSAR以做好“迎敵”準(zhǔn)備。而到了2019年，Model 3依靠卓越的軟件功能及更低的售價吊打市場且市值超過GM后，傳統(tǒng)車企真真切切地受到了沖擊，“軟件定義汽車”從此響徹云霄。 思考不難察覺，“軟件定義汽車”的流行與汽車歷史上的其他流行存在相似性，這些流行的大前提都是由于時代的流行趨勢引發(fā)了對汽車的新期許，小前提則是一個冒險家將這些新的期許落地，進(jìn)而引發(fā)了全行業(yè)的大流行。所以，我們很難將“軟件定義汽車”稱為“百年未遇之大變革”，這一口號更像是資本和互聯(lián)網(wǎng)界為進(jìn)入汽車行業(yè)而“做的局”，但它客觀上確實也推動了汽車軟件成為行業(yè)的大流行。至于“軟件定義汽車”本身，它只是外界力量為搭臺吆喝而設(shè)計的宣傳語，是不是事實也許并不重要，它也可以叫“軟件驅(qū)動汽車”“軟件改變汽車”“軟件強(qiáng)化汽車”等等。

5.  軟件對汽車行業(yè)的改變盡管軟件的流行并沒有達(dá)到“定義汽車”般的統(tǒng)治力，但它仍然在許多方面已經(jīng)（或即將）改變汽車行業(yè)。這些改變對于汽車行業(yè)從業(yè)者的影響遠(yuǎn)比一句口號更深遠(yuǎn)。我們不妨把格局拉高，思考一下幾百年后人類總結(jié)我們這個時代的汽車時，會如何評價軟件帶給行業(yè)最具開創(chuàng)性的改變？在筆者看來，最根本的改變主要有三個方面：

圖4.汽車軟件為行業(yè)帶來的改變及挑戰(zhàn)

改變一：汽車從一次性交付轉(zhuǎn)變?yōu)槌掷m(xù)服務(wù)，從而改變了汽車的產(chǎn)供研模式和汽車行業(yè)的思維方式依靠OTA持續(xù)升級的軟件、二次付費(fèi)軟件、訂閱服務(wù)的出現(xiàn)，讓汽車不再僅是一次性交付的產(chǎn)品，還需要在車輛全生命周期內(nèi)提供持續(xù)服務(wù)。車輛的價值也不僅依賴于看得到、BOM明確的機(jī)械裝置，還包含了隱形的、價值增值的、持續(xù)性盈利的軟件服務(wù)上。于銷售端，這將改變汽車產(chǎn)品的售價模式，如何評估軟件的價值，量化其市場貢獻(xiàn)度，將成為全新的挑戰(zhàn)。于供應(yīng)端，這將影響車企的原有基于BOM+軟件白嫖的成本管理模式；于研發(fā)端，這將影響傳統(tǒng)車企的質(zhì)量保證方法論。同時，一次交付向持續(xù)服務(wù)的轉(zhuǎn)變也將一定程度上改變汽車行業(yè)的基因。原先的汽車行業(yè)以勞動密集型制造業(yè)為主要特征，解決就業(yè)人口問題是國家賦予它的重要使命，而就業(yè)質(zhì)量則被長期忽視。隨著軟件的流行，汽車行業(yè)將具備一部分知識密集型服務(wù)業(yè)的屬性，這對行業(yè)的工作開展方式及思維提出了新要求。 改變二：汽車從邏輯驅(qū)動轉(zhuǎn)化為數(shù)據(jù)驅(qū)動，從而帶來一系列巨大的挑戰(zhàn)數(shù)字化、智能化時代背景下出現(xiàn)的AI等新技術(shù)、新算法通過軟件與汽車融合，推動了一系列依賴于狀態(tài)估計和主動決策的功能出現(xiàn)。這些功能的“血管”不再是非黑即白的邏輯，而是數(shù)據(jù)。這將帶來多方面的挑戰(zhàn)：

• 數(shù)據(jù)驅(qū)數(shù)據(jù)驅(qū)動為汽車首次引入了非確定性（non-deterministic）組件，將傳統(tǒng)的車輛駕控模型和非確定性概率估計模型在汽車軟件中有機(jī)結(jié)合成為了新挑戰(zhàn)。僅靠if else邏輯枚舉法實現(xiàn)的勞動密集型代碼開發(fā)方式將難以成為衡量軟件成敗的關(guān)鍵。同時，原先整車控制所共同遵循、可用于將軟件需求清晰分解到不同控制器的“扭矩結(jié)構(gòu)”將難以再發(fā)揮“大腦”的作用，這就意味著軟件架構(gòu)的圈復(fù)雜度將大幅提升，功能間解耦愈發(fā)困難，軟件開發(fā)的合作邊界將變得模糊，對開發(fā)效率及質(zhì)量挑戰(zhàn)極大。

• 汽車功能與消費(fèi)者需求間的復(fù)雜性自我強(qiáng)化循環(huán)（Self-reinforcing complexity cycle）因為數(shù)據(jù)的加入不斷提速，車企對市場的反應(yīng)將更直觀、更敏感，整車開發(fā)周期將不斷被縮短。

圖5 Hollnagel復(fù)雜性自我強(qiáng)化循環(huán)（圖片來自《汽車人因工程學(xué)》）

• 數(shù)據(jù)將改變原有的汽車相關(guān)規(guī)則制定體系。原先基于物理原理和經(jīng)驗推導(dǎo)出的規(guī)則，未來可能將直接基于真實行駛數(shù)據(jù)確定，由此得出的標(biāo)準(zhǔn)更符合實情，但行業(yè)權(quán)威的作用將逐漸降低。它所影響的不僅是法規(guī)制定（如排放法規(guī)RDE循環(huán)等），也會影響到汽車全生命周期需制定的各種規(guī)則（如特斯拉的UBI車險模式）。

• 數(shù)據(jù)本身帶來了網(wǎng)絡(luò)安全和隱私等問題。首先，隨著服務(wù)器、無鑰匙進(jìn)入、車載App的網(wǎng)絡(luò)攻擊數(shù)量增多，行業(yè)出臺WP.29及ISO21434等法規(guī)，網(wǎng)絡(luò)安全已成為汽車的重要話題。而隱私方面，在個人數(shù)據(jù)保護(hù)法及網(wǎng)絡(luò)安全法生效的背景下，行業(yè)相繼出臺的ISO 21434，ISO 24089，UNWP29 R156及《汽車數(shù)據(jù)安全管理若干規(guī)定》也將數(shù)據(jù)安全的重要性提升到了新的高度。

改變?nèi)喊踩院挽`活性將不得不實現(xiàn)兼容
原有車輛控制軟件和新加入的智能座艙等消費(fèi)體驗類軟件在工程化方面存在沖突，但又不得不融合。一方面，過去汽車軟件在整車價值中所占的比重較小，用戶可直接感知的功能有限。與那些以軟件為主導(dǎo)的、已在開發(fā)范式上有著成熟積累的產(chǎn)業(yè)相比，汽車軟件在面對即將到來的數(shù)據(jù)驅(qū)動、以消費(fèi)者體驗迭代為導(dǎo)向的產(chǎn)品開發(fā)時，仍略顯稚嫩。但另一方面，汽車的軟件又高度重視安全，當(dāng)其他領(lǐng)域已經(jīng)非常成熟的“更敏捷”的軟件開發(fā)范式應(yīng)用于似乎“更笨拙”、卻對安全性要求異常嚴(yán)格的汽車軟件開發(fā)場景時，勢必會經(jīng)歷一段“水土不服”的陣痛期（關(guān)于這一話題，建議閱讀本公眾號文章《NPDS與敏捷開發(fā)能共存嗎》。行業(yè)里也出現(xiàn)了許多嘗試，比如上汽零束打造的SOA平臺，將側(cè)重安全和偏向娛樂的功能以軟件生態(tài)開發(fā)者的形式集合，并在平臺后臺提供統(tǒng)一的車規(guī)級安全驗收，一定程度上實現(xiàn)了安全和非安全軟件的和諧共處。如果流程上的兼容尚可通過機(jī)制保證，那么開發(fā)理念上的沖突則更難解決。以傳統(tǒng)動力域和底盤域的控制為例，軟件中用于診斷、安全冗余、多級監(jiān)控的代碼占比超過三分之一，筆者所參與過的最復(fù)雜的軟件開發(fā)曾經(jīng)歷了30余種不同類型的測試，每個測試撰寫Case到測試軟件的制作、開展測試到Review甚至二輪測試、二輪Review、Troubleshooting，耗時極長（圖4）。研發(fā)人員寧可拉長研發(fā)周期，也不敢承擔(dān)將車輛置于危險境地的失職風(fēng)險，這是來自消費(fèi)電子領(lǐng)域的軟件團(tuán)隊短期內(nèi)難以理解的。而從另一個角度看，當(dāng)前尚且容易解耦的軟件都需如此繁瑣應(yīng)對，未來面對耦合度更高、迭代更快的軟件時，這種極其強(qiáng)調(diào)安全的思路是否也會像我們正在經(jīng)歷的某些地區(qū)防疫工作一樣，面對快速繁殖且錯綜復(fù)雜的關(guān)系鏈條，陷入無止的資源投入?yún)s又狼狽不堪？又或者，行業(yè)也許最終不會將強(qiáng)調(diào)安全的軟件和強(qiáng)調(diào)體驗的軟件統(tǒng)一管理；而是會向更傳統(tǒng)的醫(yī)藥行業(yè)看齊，將軟件按SOA架構(gòu)劃分為“安全關(guān)鍵”（處方藥）及“非安全關(guān)鍵”（非處方藥），前者必須經(jīng)過專家問診、參考駕駛?cè)说牧?xí)慣及過往駕駛數(shù)據(jù)、問診后“對癥下藥”，同時必須嚴(yán)格控制這類軟件的數(shù)量以避免研發(fā)資源的無止境投入；后者才可以“無門檻”研制和售賣。何去何從，行業(yè)還有待探索。

圖6. 某傳統(tǒng)控制器項目涉及軟件的測試/檢查項
 6. 車企新課題軟件改變了汽車行業(yè)，而車企為配合這種改變，在業(yè)務(wù)開展及組織人才支撐等方面面臨著全新的課題（圖5）。筆者能力有限，只能淺嘗輒止引發(fā)各位思考，事實上每個課題都龐大到足以開展一個咨詢項目了。

圖7. 軟件為車企帶來的新課題
車企運(yùn)營模式的新課題車企的話語權(quán)將不再來自機(jī)械硬件上的核心競爭力，而將來自“數(shù)據(jù)”和“計算平臺”兩個方面。這對于企業(yè)的運(yùn)營帶來了兩方面挑戰(zhàn)：對內(nèi)部而言，原先圍繞看得見摸得著的硬件技術(shù)開發(fā)的模式已經(jīng)意義不大。為了提升開發(fā)效率，車企更愿意采用軟硬件同步工程模式，圍繞著某一需求，以數(shù)據(jù)和計算平臺為媒介，將解耦后的軟硬件并行開發(fā)。軟硬件開發(fā)團(tuán)隊如何同步協(xié)作？如何確保數(shù)據(jù)在滿足信息安全前提下通暢地在組織內(nèi)/跨組織流通？軟件和硬件的平臺化策略該如何兼容，是仍然基于造車平臺，還是走向諸如大眾的Toolkit模式實現(xiàn)積木式的模塊化變體管理？這些都對車企提出新的挑戰(zhàn)。對外部而言，傳統(tǒng)的制造商、一級供應(yīng)商、二級供應(yīng)商之間的合作模式將被打破，為原有的競合關(guān)系帶來了極大的不可預(yù)測性。車企應(yīng)該掌握核心技術(shù)并保密以謀求壟斷，還是將技術(shù)共享以謀求共建生態(tài)合作？哪些業(yè)務(wù)可以合作開發(fā)，或外包開發(fā)或外采或自行開發(fā)？位于不同層面上的企業(yè)，尤其是采用瀑布流程及敏捷流程的企業(yè)在合作時如何無縫銜接？利潤如何劃分？售后的責(zé)任如何劃分？這些問題都將是企業(yè)間反復(fù)拉鋸和思考的。車企研發(fā)組織的新課題新的運(yùn)營模式也將必須由新的組織及人才模式來承接，挑戰(zhàn)依然眾多。從組織上看，軟件數(shù)量增多后的汽車研發(fā)組織該以客戶差異為導(dǎo)向還是以平臺為導(dǎo)向來構(gòu)建？是按照產(chǎn)品線進(jìn)行盈利核算，還是按照AUTOSAR架構(gòu)的理念、將組織劃分為基礎(chǔ)軟件的成本中心和應(yīng)用軟件的產(chǎn)品利潤中心？對于SOA平臺和跨企業(yè)內(nèi)外的開發(fā)者生態(tài)該如何有機(jī)授權(quán)及管控？組織改革的實施是漸變的還是重構(gòu)（例如成立可拆分上市的單獨(dú)軟件公司）？組織的領(lǐng)導(dǎo)人應(yīng)來自傳統(tǒng)汽車行業(yè)還是IT行業(yè)，該內(nèi)部提拔還是外部空降？這些都將關(guān)系到企業(yè)轉(zhuǎn)變的效果和實施成本。車企人才新課題首先是用人標(biāo)準(zhǔn)的轉(zhuǎn)變。傳統(tǒng)的“由專業(yè)人士制定需求再逐級分解實施”的開發(fā)模式是先驗主義的，每位工程師只需應(yīng)對局部知識，對其能力要求往往是諸如熱力學(xué)、輪胎動力學(xué)、機(jī)械原理等經(jīng)典知識體系，設(shè)計方式是基于原理的演繹、推理。而“軟件定義汽車”則將在很大程度上打破這種規(guī)則，企業(yè)將更多地直接從需求程度各異、性格各異的消費(fèi)者群體獲取相應(yīng)數(shù)據(jù)，主動引領(lǐng)并創(chuàng)造需求。這種開發(fā)模式是經(jīng)驗（后驗）主義的，對工程師的能力要求是統(tǒng)計學(xué)、人因工程學(xué)等知識。研發(fā)人員不能再鉆邏輯的牛角尖，而應(yīng)該走出辦公室，善用數(shù)據(jù)的歸納總結(jié)得到結(jié)論。其次，對用人單位而言，將面臨具備架構(gòu)思維的人才極度缺失的窘境。只見個別“樹木”、不見整體“森林”的問題突出。在面對新時代更復(fù)雜的汽車軟件架構(gòu)時，這種缺失不僅會降低開發(fā)效率，也會導(dǎo)致在設(shè)計中缺少對功能的全盤考量，待需求拓展后引發(fā)嚴(yán)重的技術(shù)負(fù)債風(fēng)險。然而在汽車行業(yè)培養(yǎng)一位具備頂層設(shè)計思維的工程師并不容易。他不僅需要在面對自動駕駛等自身尚未成熟的技術(shù)應(yīng)用時掌握相當(dāng)?shù)幕A(chǔ)科學(xué)知識；同時還需要對汽車越來越異質(zhì)化卻難以再按物理原理換分邊界的功能有全面的了解，有時甚至還需要輔以一些所謂的“直覺”。從實戰(zhàn)來看，這種“直覺”對汽車工程師格外重要，但卻無法在書本中習(xí)得，勢必需要從小耳聞目染地坐車、開車，通過數(shù)以百萬計公里的出行旅程中與車輛的“交流”，去觀察、去體驗、去熱愛才能建立。駕駛經(jīng)驗匱乏卻能成為優(yōu)秀的系統(tǒng)工程師、乃至標(biāo)定工程師的日子將一去不復(fù)返。另外對于企業(yè)，原來在薪酬體系及關(guān)鍵績效指標(biāo)上展現(xiàn)出的勞動密集型產(chǎn)業(yè)特征也要做出改變，原本靠平臺吸引力和優(yōu)秀的培訓(xùn)體系，大企業(yè)面對人才流失并不在意，美其名曰“黃埔軍?！薄５磥砻鎸ο∪钡捻攲蛹軜?gòu)人才，企業(yè)恐再無糟蹋人才的資本，必須對他們予以差異化的選用育留考量。

7. 《汽車軟件架構(gòu)》介紹隨著汽車軟件的興起，大量新的軟件及功能被引入汽車。他們或集中在某計算平臺上，或分布在不同的傳感器和控制器中。要想更好地、可持續(xù)地管理這些軟件，我們必須在傳感器、控制器、計算平臺這些“骨肉”之上，為軟件架設(shè)一個面向未來的“靈魂框架”。軟件架構(gòu)將起到?jīng)Q定性作用。本書就是在這一背景下由機(jī)械工業(yè)出版社引入中國的。它是國內(nèi)第一本專門研究汽車軟件架構(gòu)的書籍，由瑞典哥德堡大學(xué)信息科學(xué)系主任Miroslaw Staron博士撰寫，他是學(xué)術(shù)界少有的站在軟件工程維度研究汽車軟件的學(xué)者之一，也是汽車軟件工程領(lǐng)域的知名專家。本書共有10章，除第十章總結(jié)外，每章的內(nèi)容相對獨(dú)立。具體內(nèi)容請參見《汽車軟件架構(gòu)讀后感》一文，這里不再贅述。如下是我對不同的閱讀群體給出的閱讀建議：對于具備一定汽車軟件開發(fā)經(jīng)驗，希望進(jìn)一步學(xué)習(xí)架構(gòu)知識的工程師而言，建議購買本書，并重點(diǎn)閱讀第一、二、四、六、七章。其中第四章AutoSAR的知識應(yīng)重點(diǎn)學(xué)習(xí)。額外的，對于從事汽車軟件質(zhì)量管理工作的讀友，本書第七章強(qiáng)烈推薦閱讀。對于有志于進(jìn)入汽車領(lǐng)域的其他行業(yè)軟件從業(yè)者而言，建議購買本書，并重點(diǎn)閱讀三、四、五、八章，它們分別講了汽車軟件特有的流程、架構(gòu)和編碼要求。對于有志于從事汽車研發(fā)工作的在校大學(xué)生，或未從事過汽車軟件開發(fā)但希望轉(zhuǎn)行進(jìn)入汽車軟件行業(yè)的汽車工程師而言，本書的內(nèi)容較為抽象，筆者更推薦優(yōu)先閱讀機(jī)械工業(yè)出版社的另外兩本譯著作為基礎(chǔ)。一本是剛出版的由德國大眾資深專家撰寫的《汽車軟件開發(fā)實踐》；另一本是即將出版的汽車軟件經(jīng)典教材《汽車軟件工程（第六版）》。

作者簡介：

本文作者曾就職于多家Tier1，從事過底盤及動力域多種產(chǎn)品的系統(tǒng)功能定義、軟件產(chǎn)品設(shè)計、軟件開發(fā)及測試、質(zhì)量流程管理、平臺化配置管理及控制器項目管理等職位，曾以供應(yīng)商身份參與過國內(nèi)大部分主機(jī)廠的車載軟件開發(fā)工作，現(xiàn)就職于某外資戰(zhàn)略咨詢公司。出版譯著《汽車人因工程學(xué)》、《汽車軟件架構(gòu)》、《汽車軟件工程（第六版）》