《未来制造：数智化时代的制造新模式》案例选⑦｜软件定义制造——智能汽车行业的软件定义制造实践（下）
编者按习近平总书记指出，“必须始终高度重视发展壮大实体经济，抓实体经济一定要抓好制造业”。制造业是国家经济命脉所系，是立国之本、强国之基。制造业作为国民经济中复杂程度高、产业链长、影响范围广的关键领域，“新物种”也呈爆发式涌现。同时，具有颠覆性影响力、渗透力的数字技术持续出现，数字经济时代制造业“新物种”的爆发也在继续。本系列摘取《未来制造：数智化时代的制造新模式》一书中的制造新模式，给企业提供一个学术界的观察视角，以期推动制造新模式的进一步创新，涌现更多的制造新模式，供读者参考。
智能汽车行业的软件定义制造实践（下）
随着数字技术在产业领域的广泛渗透，“软件定义制造”的发展趋势越来越明显，其中，智能汽车行业领域已经出现明显的“软件定义制造”特征，例如特斯拉作为一个完全没有汽车行业背景的全新制造企业脱颖而出，所仰仗的就是其软件技术优势。
（三）软件成为产业链的关键环节
除了芯片、车体硬件，操作系统、应用软件成为构成智能汽车及其实现自动驾驶功能关键的部件。基于空中下载技术（OTA，Over-The-Air Technology），智能终端可以通过移动通信的无线接口，实现整车全域的软硬件远程更新下载，例如续航里程提升、提高最高车速等功能，从而提高车辆各方面的性能。
1.操作系统
汽车操作系统主要分为安全相关的车控操作系统和与用户体验相关的车载操作系统两大部分。其中，车载操作系统应用于导航、娱乐、语音等。底层车载操作系统形成实时操作系统（QNX）、Linux、安卓系统（Android）三大阵营。QNX、Linux是车载操作系统的鼻祖。QNX具有安全性高等优点，主要用于仪表控制，但并不开源，占据约49%的市场份额。与QNX相比，Linux为免费的开源系统，具备定制开发灵活、成本较低等特点，主要应用于信息娱乐系统。安卓系统是基于Linux系统内核开发而来，应用生态优于前两者。国内企业也纷纷加入操作系统竞争市场，阿里巴巴基于Linux系统内核开发出AliOS，上汽荣威所搭载的斑马智行系统即基于AliOS打造。此外，还有同样基于Linux的鸿蒙系统。既然软件是产品的核心竞争力，各个车企也不甘于成为系统平台的附庸，或者被其他企业所“定义”。大部分车企会在底层操作系统基础之上，进行定制化开发其专属的车载操作系统。例如基于QNX底层操作系统的企业有福特、奔驰、奥迪、宝马、大众、沃尔沃等，基于Linux底层操作系统的车企有特斯拉、丰田、雪佛兰等。
2.应用程序
以各种App为代表，智能汽车应用程序种类繁多，主要由众多互联网公司及相应的细分行业厂商提供。除了传感器产生的行车工况数据（包括操控、使用、工况、性能数据），导航系统生成大量的环境数据，应用程序也可以产生大量的用户数据。工况数据对汽车品质及技术提升、后市场维护以及后续车型开发意义重大。环境数据可用来提高地图的准确性，达到实时更新，以满足高级自动驾驶阶段对高精度地图数据的需求。用户与车辆之间的交互产生了大量的娱乐、社交、购物等用户数据，企业可利用这些数据，为用户提供数据增值服务。行车工况数据关系车辆行驶安全，目前牢牢掌控在车企手中。地图数据主要由地图商和车企共享，而基于车联网平台形成大量用户数据是未来增值服务的核心部分。最终以上三部分汇总形成大数据，基于数据实现“软件定义汽车”。
3.增值市场
以特斯拉为例，可以提供按月订阅的自动驾驶服务。传统汽车量产后软件基本就不再发生变化，但对自动驾驶软件而言却是要能持续更新。因为自动驾驶基于深度学习，需要持续不断收集用户数据，不停迭代算法。在自动驾驶测试过程中各类传感器、摄像头、激光雷达、毫米波雷达会产生大量数据，每天每车数据量会达到TB（百万兆字节）级别。自动驾驶软件升级的过程是数据驱动的端到端流程，首先车端的数据会被采集，集中存储或者放在云上的自动驾驶数据湖里，将数据湖里的数据进一步做预处理和分析，然后对处理和清洗过的数据进行标注，训练自动驾驶的机器学习模型。模型一旦开发出来，将通过仿真和验证进行测试，通过验证后就会部署到车辆上。
有了OTA技术的支撑，汽车交易模式也发生新变化。汽车企业纷纷推出软件订阅和按需服务的概念，也是为了最大限度地挖掘汽车全生命周期的价值。传统模式的“交付”是一次性的，而新模式下的交付是汽车后服务市场的开始，软件服务收费才是汽车行业未来最核心的商业模式。特斯拉的全自动驾驶选装包（Autopilot FSD）就是一个增值产品，如果用户不想一步到位，可以像在手机应用商店购买单项应用一样，购买部分功能包。典型产品之一就是百公里加速性能升级包（Acceleration Boost），Model Y车型车主只要付费2000美元，加速时间就可以从原来的5秒提升至4.2秒。蔚来也推出了NAD（NIO Autonomous Driving）完整功能“按月开通、按月付费”的服务订阅模式，这些企业转向车辆全生命周期的服务，数据及其背后可挖掘的隐藏价值才是未来智能网联汽车利润的核心。上海零束提供面向服务的架构（SOA）软件平台，车企将不只是生产制造汽车，还将晋级为移动出行服务供应商，能够向用户提供全生命周期的软件服务，通过软件的开发、配置、迭代，来满足用户多种多样的用车需求；用户能通过软件设置汽车产品的不同功能，甚至根据个人喜好强化特定性能，享受可订阅式服务；在汽车企业和用户开放硬件和数据的基础上，第三方开发者可以针对多样化的应用场景开发多样化的软件，既为用户和汽车厂家创造价值，也获得自身收益。
总之，软件企业不断融入汽车产业，垂直产业链开始向网状生态圈演变，汽车产业正在经历深刻变革，电动化只是序幕，智能网联才是真正的未来和核心价值所在。
（四）因“软件”而生的新产业
“软件定义汽车”还带动了其他新兴产业的发展。随着车载显示屏幕朝着大尺寸、多屏化方向发展，车载显示面板市场仍将持续增长， 已经成为千亿级的新兴行业。与此相对应，车载信息娱乐系统（即中控屏+车载信息系统）逐渐成了一个综合平台，集成了车载影视、倒车影像、与智能手机互联的投影模式、多媒体、Wi-Fi、蓝牙、辅助泊车等功能。苹果公司的CarPlay能够与车辆深度绑定，车主能够通过CarPlay控制车内的每一块屏幕，驾驶员无须离开CarPlay界面即可更改温度设置、使用有声读物、新闻、播客等应用程序并调节汽车收音机，还可获取车辆数据，显示行驶速度、燃油余量、车内温度等仪表信息。此外，还有显示车辆电量电压、联网情况、导航信息、预警信息等数据的驾驶信息显示系统、流媒体后视镜、后排液晶显示等新的智能汽车零部件。
为适应新的模式，成功打造软件驱动的产品，各个企业需要与竞争对手、供应商和技术公司建立平等的合作伙伴关系，以实现降低技术复杂性、填补人才缺口和减少前期投入成本的目的。随着智能汽车产业体系的成熟，以智能汽车软件、车联网、智慧交通信息服务为主导，着力突破自动驾驶、智能座舱、数字系统软件核心技术，在软件开发架构、汽车基础软件、控制算法、嵌入式系统、网络通信软件、测试工具、高精地图以及汽车应用软件等领域会形成新的龙头企业和产业集群。
