汽车为什么越来越聪明
--记报告会“ 汽车领域的最新软件技术 “ 

     德国是汽车的故乡,至今仍然是汽车工业强国。自从德国人奔驰在1886年发明第一辆三轮汽车、戴姆勒在1887年造出四轮汽车开始,汽车工业蓬勃发展,日新月异。尤其是近几十年计算机软件技术出现之后,越来越多地应用于汽车制造,使汽车越来越聪明,越来越舒适。柏林大愚读书会和柏林地区公派人员联谊会于2010年12月5日在柏林中国文化中心举办研讨活动,由于永科先生作专题报告,题目是“ 汽车领域的最新软件技术 “。 

      于永科毕业于上海交通大学热能动力机械专业,后留学德国,在TU-Braunschweig获得 Computational Science in Engineering 专业(计算机系)硕士学位。现任职于柏林 Model Engineering Solutions公司,主要从事汽车软件的开发和安全性评估。他的报告理论联系实际,具有很强的实用性,吸引了许多与计算机和软件有关的专业的会友以及对汽车感兴趣的朋友参加。

德国是汽车的发源地,今天的德国仍然引领着汽车世界的潮流。身在德国,汽车是最常见的一个话题。汽车的发展突飞猛进,今天其安全性、舒适性、经济性已经远非昔日可比。目前在汽车领域的新技术80%是通过计算机软硬件来实现的,这其中的90%是利用软件技术实现的。软件方面的花费在汽车成本中占据的比例越来越高,例如汽车中的软件成本2003仅仅为  4%,2015预计上升为 15%,产值可高达1000亿欧元。同时,由于汽车软件应用范围的扩展,汽车故障也多由软件引起,目前40-50% 的故障是电子器件问题(HW und SW)引起的, 其中80% 为软件错误。一些大的汽车厂商召回汽车的原因 40% 是软件和电子问题,因为软件问题很难在修理厂解决 ,必须回厂升级更新。以后也要使软件错误能够在各地修理厂纠正和解决。

汽车软件广泛应用于汽车的各个部分,包括动力系统的驱动组件, 如内燃机、电动机、混合驱动、燃料电池、齿轮、变速器等。动力传递系统,如前驱或四轮驱动、驱动轴、传动轴和发动机辅助系统。底盘中的车轴、车轮、刹车、悬挂、减震以及驾驶等。另外还有车身中的被动安全和舒适性,以及多媒体等,也都离不开软件技术。于永科用图片或者视频给大家展示了疲劳监视、 灯光调节、区域视角、安全系统控制和自动驾驶等最新软件技术,使大家打开眼界。他还十分专业地介绍了汽车软件的设计、生产和检测程序。他说,与十年前软件专注于单个问题不同,今天的汽车软件更是一个系统工程,需要综合利用汽车多个方面的信息,因此其复杂性大大增加,数量也变得越来越庞大。在这样的背景下,为掌控其复杂性,保证汽车软件的质量及安全性,诞生了基于模型的软件开发模式以及相关的行业标准。这样可以掌握软件的复杂性,通过早期验证提高软件质量,通过代码自动生成,显著提高产量,通过图形化的计算机语言为控制调节的算法建模。现在,Simulink® Stateflow®  of MathWorks已经成为汽车软件领域建模的事实标准。而对于软件质量控制来说,软件测试是十分重要的一环。基于模型的 测试可分为模块测试和系统测试。测试的目的是发现测试目标的错误,但是测试不能证明目标完全正确。然而如果系统测试中没有发现错误,程序的正确的可能性就会升高。这包括功能测试 (黑盒测试),即根据需求产生测试数据;  结构测试 (白盒测试),即根据测试目标的结构产生测试数据,二者的结合可以修补各自的缺点。基于模型的开发在工业领域已经被证明是掌控软件复杂性和提高质量的有效方法,而除审核方法之外测试仍然是保证软件质量的最重要方法。合理的质控方法的组合是高质量软件的前提,功能测试和结构测试可以互为补充。在汽车领域基于模型的软件开发已成为行业标准,通过近10年的发展,该技术已经成为汽车行业软件开发的标准模式。

            报告会结束之后,大家不仅对汽车软件问题进行了讨论,而且还对世界几个主要工业国家以及中国的科技政策和行业发展规划进行了比较和探讨。大家认识到,国家的科技导向对新兴科技发展的发展起着重要作用,一个国家如果单纯依靠市场导向很难占领科技和新兴产业的制高点。

(鲁泉)


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