行业发出自主、可控、统一的呼声,车载操作系统追求“车同轨”

2021-07-05 10:20   点击:

在手机操作系统中,塞班、黑莓已成过眼云烟,苹果、安卓现下如日中天。在汽车行业,研发人员对车载操作系统的探索则方兴未艾。 在软件定义汽车时代,整车计算平台需要CPU+操作

在手机操作系统中,塞班、黑莓已成过眼云烟,苹果、安卓现下如日中天。在汽车行业,研发人员对车载操作系统的探索则方兴未艾。

“在‘软件定义汽车’时代,整车计算平台需要CPU+操作系统,鉴于美国打压中国高科技企业的前车之鉴,应及早谋划自主可控的芯片、操作系统。同时,统一、开源、开放的操作系统,可以形成构架之上的应用软件产业生态。我国汽车产业需要拥有自己统一的车载操作系统。”6月18日,全国政协经济委员会副主任苗圩在第11届中国汽车论坛上呼吁道。

在同一场合,中国第一汽车集团有限公司研发总院副院长兼智能网联开发院院长李丹也表示:“对于国内车载操作系统,业界各显其能,各有各的想法。我希望未来国内有属于自己、被大家公认的车载操作系统。”

事实上,在今年全国两会上,全国人大代表、哪吒汽车创始人兼董事长方运舟提出建议,一是要成立“国家队”,制定中国车载操作系统的发展纲领和行业标准;二是要鼓励和引导中国车载操作系统的发展,合力攻克这个涉及汽车行业未来发展的关键技术;三是要切实从基础层实现自主,避免被人“卡脖子”的情况出现。

在国内汽车行业,实现车载操作系统自主可控且统一的诉求,正变得越来越强烈。

车载操作系统统一成为大势

5G、智能、大屏……早已不是手机的“专利”,这些新词开始更多地用于描述汽车。早年间,自动驾驶、智能座舱这些带有科幻色彩的配置,如今在一辆辆国产汽车上变成现实。

“操作系统堪称智能汽车的‘指挥部’,而且对软件与硬件的匹配度要求很高。如果没有一个好的操作系统,无论智能座舱还是车辆整体设计得再好,也难以发挥应有的优势。”浙江辰兴汽车电子有限公司工程师王珙向《中国汽车报》记者表示,国内主流车企中,几乎每家使用的车载操作系统都不一样,这使得零部件企业在为车企供应汽车电子系统或智能座舱时,要在与操作系统匹配的软件、硬件调校方面花费更多的时间。“如果能实现车载操作系统的统一,整零双方都可以节省大量的人力、物力及时间成本,将宝贵的资源用于优化工艺和提高产品品质。”他认为。

“车载操作系统是管理和控制车载硬件、软件资源的程序,上接汽车软件开发和数据处理,还要连接‘H、B、C、D’以及路、云、网,是智能汽车的‘神经中枢’。”华南理工智能感知与控制工程研究中心研究员张睿林向记者介绍道,H是指硬件芯片,支撑包括车身、动力、底盘等与安全相关的功能,也涉及自动驾驶、智能座舱系统,有些还需算力支撑;B是指合作伙伴,操作系统需要支持合作伙伴的零部件;C是指消费者,他们可以通过应用程序商店不断升级软件,实现新功能和体验提升,做到“车越来越懂人”;D是指汽车软件开发者,针对他们提供简单易用的开发平台,支持高效、便捷、安全的车载关键性软件开发。

从操作系统的发展历程可以看出,统一应是大势所趋。中南大学交通运输研究中心研究员时蔚然告诉记者,成熟的车载操作系统,既需前期投入大量人员和时间进行开发,也要在验证中进行磨合,并根据验证中出现的问题不断进行技术修正。因此,如果每家企业都开发一套车载操作系统,不仅浪费资源,而且也不见得能取得好的效果。在他看来,未来车载操作系统会逐步走向集中化、平台化、统一化。在单车上,以往一辆车多个“分口把关”的操作系统会逐渐统一成一个总操作系统,成为“总指挥部”;而国内汽车行业也有望统一车载操作系统,或者最多是乘用车、商用车功能略有区分的操作系统。

北方大数据与人工智能研究院研究员曾文翔强调,安全和稳定是车载操作系统立足的根基。他向记者表示:“车载操作系统既是‘软件定义汽车’的体现,也是软件驱动硬件的平台,其中必然涉及数据及信息安全。如果能够统一,宝贵的技术资源和研发力量就会集中堵塞一些安全漏洞,这会在很大程度上提升操作系统和整车的安全性能;但如果不统一,将不利于数据及信息安全,更有碍智能汽车的演进。”

企业各自为战少有底层突破

伴随着智能网联汽车的快速发展,车载操作系统已成为汽车产业链上多家企业的必争之地。车企、集成供应商、互联网科技巨头纷纷下场布局,试图抢占制高点;但与此同时,也带来令人眼花缭乱、各有千秋的车载操作系统并存的局面。

据了解,开发一套车载操作系统,技术方法不同,产品也不相同。“虽然目前车载操作系统很多,但都是由一些基础型演化而来。”张睿林介绍称,车载操作系统归纳起来大致可分为四类,一是基础型,需要打造全新底层操作系统和所有系统组件,包括系统内核、底层驱动等,如QNX、Linux、WinCE等操作系统,但所需人力和时间成本太高,基本上没有车企去做。二是定制型,这是在基础型操作系统之上,根据应用目的进行定制化开发,如修改内核、硬件驱动、运行环境、应用程序框架等,其中有代表性的包括大众VW.OS、特斯拉Version、斑马智行AliOS等。三是ROM型,基于Linux或安卓等基础型操作系统进行有限的定制化开发,不涉及系统内核更改,一般只修改更新系统自带的应用程序等。大部分车企一般都选择开发ROM型操作系统,国外车企多选用Linux作为底层操作系统;由于国内安卓应用生态更好,自主品牌和造车新势力大多基于安卓定制汽车操作系统,如比亚迪DiLink、奇瑞GKUI、蔚来NIO OS、小鹏Xmart OS等。四是超级汽车应用程序,也称车机互联或手机映射系统,其不是完整意义上的车载操作系统,只是简单地把手机屏幕内容映射到车载中控屏上,通过整合地图、音乐、社交等实现一些信息娱乐功能,如苹果CarPlay、谷歌Android Auto、百度CarLife、华为Hicar等。

江苏云霓电子股份有限公司工程师廖滨称:“在这些操作系统中,很多是针对车上某一部分功能而进行开发的,但各操作系统之间无法兼容或互通,只能对应各自车型的硬件及软件,给零部件企业的配套带来不便,除了耗费时间,也会在一定程度上造成物料浪费、工艺效率降低等问题。”

这些问题在业界引发共鸣。“就国内车载操作系统提供商而言,技术上各有侧重。”曾文翔介绍称,如华为打造的HarmonyOS车机操作系统,具有适应车载语音、视觉、音效等的关键能力,并提供一芯多屏、车规高可靠、多业务并发、窗口自适应、基础能力组件等功能,可助力合作伙伴大幅减少开发工作量和成本,使智能座舱供应商实现快速开发;斑马智行AliOS同样专注于智能座舱,抢夺应用生态入口;百度的小度车载OS是底层到云端的完整系统,可以实现从前端的用户交互界面到核心的AI能力一整套完整的解决方案;而腾讯车联TAI汽车智能操作系统,则着重通过车机、云平台、生态三个方面构建生态车联网。“国内主流车载操作系统的界面、功能、操作方式各有特色,距离实现统一的车载操作系统还有相当长的路要走。”他表示。

其实,车载操作系统开发商已走上进阶之路。“斑马智行正以操作系统推进智能汽车从多脑并行、多域割裂的分布式智能,迈向集中融合式智能。”斑马智行首席信息官徐强表示,该公司制定了车载操作系统演进“三部曲”战略,即智能车机操作系统、智能座舱操作系统、智能整车操作系统。据悉,斑马智行发布的智能座舱OS在端侧同时拥有微内核和宏内核两种内核,可将数据和服务进行融合,也让汽车上的各个端融为一体,初步实现融合。这也表明斑马智行已在迈向整车智能的第三部——整车操作系统。

“车载操作系统存在的问题和痛点,只能通过市场化的方式去解决。”时蔚然提出,目前面临的主要挑战在于,一是车载操作系统供应商各自为战,都是根据自己现有技术力量、条件或合作车企的需求进行研发,在聚焦的同时也忽视了其他一些功能,难免有顾此失彼之嫌;二是绝大多数产品都是在现有的苹果iOS、安卓等基础系统上进行功能性开发,由于底层系统不变,既难以有较大的技术突破,也容易受到来自底层系统提供商市场风险的影响;三是国内缺乏车载操作系统的标准和技术法规,导致各家系统供应商各行其是。

构筑数据信息安全“防火墙”

在张睿林看来,行业发出了需要拥有统一的车载操作系统的声音,这很可能意味着它将是未来我国汽车产业的一个重要发展目标。不过,行业仍面临着一系列挑战。一是在技术层面,如果是统一的车载操作系统,理论上要兼容各种车型、多种功能甚至多款芯片及硬件,但这并非不能实现,如特斯拉的车载操作系统Version兼容性就很强,可支持信息娱乐系统(IVI)和高级驾驶辅助系统(ADAS)等;二是在安全层面,必须实现标准化,既要符合车载操作系统标准,又要符合关于数据安全和信息安全的相关标准及法规,切实提升系统的安全性。在这方面,大众汽车积累了一定的经验,其运用Linux、QNX、VxWorks等多个底层系统构建了VW.OS,但其也有不足之处——虽然安全系数提高了,但组建的系统过于复杂,这是需要注意避免的问题;三是在市场层面,车载操作系统的开发商都要追求自己的经济效益,统一车载操作系统可能意味着有些企业会有经济损失,如何平衡市场经济条件下的企业利益关系值得研究。

“由于车载操作系统是一个较新的领域,国内相关的标准、法规不健全是个严峻的现实,也是对统一车载操作系统的制约。”时蔚然表示,一是在标准建设上,需要建立完善的车载操作系统国家标准,就要以统一车载操作系统的理念为宗旨,彻底打破一些保守的窠臼和藩篱,以最优、统一的尺度来做出规范,并且要高起点,才能以国家标准的权威,全面推动统一车载操作系统的步伐。二是在企业层面,一方面,今后几年有可能在市场竞争中,一些小众的车载操作系统会被市场淘汰,另一方面,车载操作系统技术发展逐步会走向资源集中化、开发平台化,市场“洗牌”是必然趋势。所以,市场的问题或许在市场发展中会逐步得到解决。三是要从实际出发,完善汽车数据、信息安全的相关法律法规,从法律层面形成“防火墙”,为车载操作系统乃至智能汽车的发展保驾护航。

认识到问题与挑战的同时,行业也看到了机遇与希望。“行业提出统一车载操作系统的目标,不仅蕴含着规范相关技术和产品的目的,更重要的是推动智能汽车产业加速发展,提高智能汽车产业国际竞争力的需要。”华泰证券分析师凌岳斌向记者表示,近年来,国内车载操作系统领域呈现百家争鸣的局面值得欣慰,但全球智能汽车行业进入高速发展期,给国内企业的时间窗口正在逐渐缩小;另一方面,尽管国内车载操作系统发展较快,但大多数都是使用的国外基础系统及架构,面对日益复杂多变的国际政治经济局势,要想保证汽车产业发展安全,就必须有独立自主创新的技术和产品,因此,统一车载操作系统的目标,必然建立在自主创新基础之上。有了国内汽车产业发展和竞争力提升的大局,企业才能是“大河有水小河满”。

目前,华为、东软等国内企业已致力研发自主的车载操作系统和车载软件系统,阿里、百度、腾讯等相关企业的车载操作系统也在不断升级和改进,越来越多的零部件企业对智能汽车的发展、车载操作系统的未来抱有希望和信心。“发挥国内零部件企业及自主开发平台优势,构建和布局车载操作系统的生态体系,是一件亟需业界去做的事情。”曾文翔表示,企业不仅要着眼技术和产品,还要注重围绕技术和产品的生态建设,集聚更多的有利因素,构建可靠的上下游产业链,才能让统一车载操作系统步伐走得更快,取得更好的效果,并为将来的广泛应用铺垫良好的基础。

当前,智能汽车的发展大势不可阻挡。在汽车产业大变革背景下,有机构预测,车载操作系统的市场到2025年将达370亿美元(约合人民币2395亿元),到2030年将达500亿美元(约合人民币3237亿元)。“统一车载操作系统之路充满挑战,但也不乏希望,其将带来的不仅是国内车载操作系统的‘车同轨’,而且意味着整个国内智能汽车产业水平和国际竞争力的跃升。”时蔚然说道。

来源:中国汽车报
作者:未知

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