智能化汽車(chē)軟件功能開(kāi)發(fā)淺談

摘 要：十年前整車(chē)上由發(fā)動(dòng)機(jī)控制器（ECU）、變速箱控制器（TCU）、車(chē)身控制器（BCM）等三大主要控制器，控制器數(shù)量較少，基本跟隨發(fā)動(dòng)機(jī)和變速箱同步開(kāi)發(fā)，未設(shè)定單獨(dú)軟件開(kāi)發(fā)控制流程。隨著智能座艙、智能駕駛、智能控制等整車(chē)智能化、科技化程度的不斷提升，功能“軟件定義汽車(chē)”一詞逐漸被各大主機(jī)廠意識(shí)到“軟件”開(kāi)發(fā)在整車(chē)開(kāi)發(fā)中的重要性。文章重點(diǎn)講述目前整車(chē)近百個(gè)控制器，如何做到功能需求拉起、軟件發(fā)布符合整車(chē)試制和投產(chǎn)等節(jié)點(diǎn)要求。

關(guān)鍵詞：軟件 智能化 流程

科技化程度的提升使得“軟件”的重要度逐漸提升，“軟件”的開(kāi)發(fā)也作為整車(chē)開(kāi)發(fā)中的重要環(huán)節(jié)，同傳統(tǒng)底盤(pán)、車(chē)身、內(nèi)外飾重要程度拉齊，在整車(chē)開(kāi)發(fā)流程中體現(xiàn)，且需要“軟件”有自身的開(kāi)發(fā)流程。如圖1。

1 整車(chē)軟件功能需求及開(kāi)發(fā)

整車(chē)軟件功能開(kāi)發(fā)第一步先確定需求，首先由市場(chǎng)或規(guī)劃端提出功能需求，再由整車(chē)功能需求細(xì)化成功能實(shí)現(xiàn)方案，再由實(shí)現(xiàn)方案分解至各個(gè)子系統(tǒng)，最終由各子系統(tǒng)分解到各控制器的軟件需求。具體操作流程參考如下：

通過(guò)調(diào)研及市場(chǎng)定位規(guī)劃，分析、識(shí)別形成初版的功能需求管控表和功能需求描述。根據(jù)整車(chē)功能需求編制智能產(chǎn)品類(lèi)的產(chǎn)品需求文檔，即輸入最終的功能需求描述。同步根據(jù)整車(chē)功能需求及功能需求描述，組織各專(zhuān)業(yè)進(jìn)行討論分析，最新輸出功能實(shí)現(xiàn)方案。

子系統(tǒng)開(kāi)發(fā)部門(mén)根據(jù)功能實(shí)現(xiàn)方案編制所負(fù)責(zé)系統(tǒng)的子系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范，同時(shí)參與架構(gòu)部門(mén)的技術(shù)評(píng)審，支持架構(gòu)部門(mén)輸出需求調(diào)查表、診斷需求調(diào)查表、電氣接口文件、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D等，并確定網(wǎng)絡(luò)規(guī)范、診斷標(biāo)準(zhǔn)、EOL電檢需求等。

2 設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)階段

設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)階段由具體開(kāi)發(fā)部門(mén)完成，通過(guò)委外或者自研的方式，按照控制器的技術(shù)需求，最終輸出控制器的軟件。在開(kāi)發(fā)部門(mén)提交開(kāi)發(fā)軟件的同時(shí)，需經(jīng)過(guò)研發(fā)部門(mén)的自測(cè)/驗(yàn)收，驗(yàn)收通過(guò)后才能進(jìn)一步提供至系統(tǒng)驗(yàn)證及后續(xù)正式發(fā)布。

系統(tǒng)安全部聯(lián)合具體開(kāi)發(fā)部門(mén)對(duì)控制器層級(jí)的功能安全/網(wǎng)絡(luò)安全開(kāi)發(fā)分別進(jìn)行聯(lián)合評(píng)審，以確?？刂破鞴δ馨踩?網(wǎng)絡(luò)安全開(kāi)發(fā)符合需求預(yù)期。

3 驗(yàn)證發(fā)布階段

測(cè)試及發(fā)布階段根據(jù)項(xiàng)目的需求計(jì)劃，按階段管理軟件的提測(cè)及發(fā)布。完整的測(cè)試范圍包含零部件測(cè)試、網(wǎng)絡(luò)測(cè)試、系統(tǒng)集成測(cè)試、零部件OTA測(cè)試、生產(chǎn)檢證。針對(duì)整車(chē)不同階段，軟件的成熟度要求不同，所以各階段軟件的測(cè)試范圍及發(fā)布策略不用，同時(shí)也可根據(jù)不同類(lèi)型項(xiàng)目進(jìn)行階段裁剪。

基于整車(chē)的需求，整車(chē)軟件按階段完成開(kāi)發(fā)及驗(yàn)證之后需進(jìn)行正式發(fā)布。各階段的軟件發(fā)布工作均遵從系統(tǒng)的發(fā)布流程，通過(guò)系統(tǒng)進(jìn)行軟件發(fā)布管理。

在軟件滿足發(fā)布條件時(shí)，根據(jù)軟件發(fā)布評(píng)審機(jī)制管控軟件發(fā)布。其中各個(gè)測(cè)試類(lèi)型參考如下：零部件測(cè)試主要由零部件開(kāi)發(fā)部門(mén)進(jìn)行自測(cè)或委托供應(yīng)商測(cè)試；網(wǎng)絡(luò)測(cè)試由電子電氣架構(gòu)部門(mén)對(duì)其軟件完成網(wǎng)絡(luò)診斷協(xié)議一致性測(cè)試，并出具相關(guān)測(cè)試報(bào)告；系統(tǒng)集成測(cè)試由整車(chē)測(cè)試完成，驗(yàn)證其系統(tǒng)功能并出具報(bào)告；生產(chǎn)檢證則由生產(chǎn)負(fù)責(zé)，其中包含EOL測(cè)試及質(zhì)量功能點(diǎn)檢等。

功能安全零部件測(cè)試由零部件開(kāi)發(fā)部門(mén)負(fù)責(zé)（自研由開(kāi)發(fā)部門(mén)自測(cè)，委外由供應(yīng)商測(cè)+s8xkRwqusu5GrAKWw84zXL9qPzCOgH/VAGY8wl1Tk8=試）；功能安全整車(chē)系統(tǒng)集成測(cè)試由整車(chē)級(jí)測(cè)試負(fù)責(zé)并出具相關(guān)報(bào)告。

4 軟件開(kāi)發(fā)階段評(píng)審機(jī)制

在整車(chē)項(xiàng)目開(kāi)發(fā)階段，軟件W系列階段發(fā)布滿足項(xiàng)目不同階段的需求，為規(guī)范各系列的軟件開(kāi)發(fā)質(zhì)量，在各軟件開(kāi)發(fā)階段增加了軟件成熟度評(píng)審機(jī)制。項(xiàng)目軟件成熟度評(píng)價(jià)分為系統(tǒng)自評(píng)審，整車(chē)評(píng)審兩層架構(gòu)。系統(tǒng)自評(píng)審對(duì)各個(gè)控制器ECU軟件進(jìn)行評(píng)審發(fā)布，整車(chē)評(píng)審站在整車(chē)層面對(duì)軟件成熟度進(jìn)行評(píng)審，評(píng)價(jià)軟件成熟度。軟件成熟度評(píng)價(jià)的維度共有3個(gè)，分別為①軟件BUG關(guān)閉率；②軟件功能實(shí)現(xiàn)率；③智能化性能達(dá)標(biāo)率。如圖2所示。

軟件成熟度評(píng)審的3個(gè)維度及其評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)整車(chē)項(xiàng)目開(kāi)發(fā)的不同階段做出相應(yīng)裁剪，以準(zhǔn)確反映相應(yīng)各階段應(yīng)達(dá)成的軟件成熟度。

在項(xiàng)目一級(jí)計(jì)劃中，規(guī)定了軟件開(kāi)發(fā)W系列的樣件到件和軟件評(píng)審會(huì)時(shí)間，整車(chē)功能、系統(tǒng)和零部件的開(kāi)發(fā)計(jì)劃必須符合W系列的要求，并在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)提交相應(yīng)的交付物。

W系列軟件評(píng)審發(fā)布在軟件發(fā)布系統(tǒng)中完成，控制器工程師建立軟件BOM，提交樣件和報(bào)告后提交發(fā)布申請(qǐng)流程，經(jīng)過(guò)集成測(cè)試驗(yàn)證后，由軟件評(píng)審會(huì)決策發(fā)布。

軟件成熟度評(píng)審的3個(gè)維度及其評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)整車(chē)項(xiàng)目開(kāi)發(fā)的不同階段做出相應(yīng)匹配，以準(zhǔn)確反映相應(yīng)各階段應(yīng)達(dá)成的軟件成熟度。

4.1 W1軟件發(fā)布標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)通訊矩陣和診斷協(xié)議要求，具備基礎(chǔ)技術(shù)軟件，并具有根據(jù)功能實(shí)現(xiàn)計(jì)劃實(shí)現(xiàn)的應(yīng)用功能軟件，至少提交原型電子硬件。

a、特大BUG關(guān)閉率≥90%，重大BUG關(guān)閉率≥65%

4.2 W2軟件發(fā)布標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)通訊矩陣和診斷協(xié)議等要求，具備基礎(chǔ)技術(shù)軟件，并根據(jù)功能實(shí)現(xiàn)計(jì)劃實(shí)現(xiàn)60%的應(yīng)用功能軟件，提交生產(chǎn)目的樣件。

a、特大BUG關(guān)閉率≥95%，重大BUG關(guān)閉率≥75%

b、功能實(shí)現(xiàn)率≥50%

4.3 W3軟件發(fā)布標(biāo)準(zhǔn)

在W2的基礎(chǔ)上進(jìn)行BUG修復(fù)，并根據(jù)功能實(shí)現(xiàn)計(jì)劃實(shí)現(xiàn)85%應(yīng)用功能軟件，提交樣件。

a、特大BUG關(guān)閉率≥97%，重大BUG關(guān)閉率85%

b、功能實(shí)現(xiàn)率≥85%

4.4 W4軟件發(fā)布標(biāo)準(zhǔn)

在W3的基礎(chǔ)上進(jìn)行BUG修復(fù)，實(shí)現(xiàn)100%完整的功能軟件，提交工裝樣件。

a、特大/重大BUG關(guān)閉率≥100%，一般BUG關(guān)閉率≥85%

b、功能實(shí)現(xiàn)率≥95%

c、性能實(shí)現(xiàn)率≥90%

4.5 凍結(jié)版軟件發(fā)布標(biāo)準(zhǔn)

在W4 的基礎(chǔ)上進(jìn)行問(wèn)題修復(fù)，實(shí)現(xiàn)了完整100%的功能實(shí)現(xiàn)和性能實(shí)現(xiàn)，支持整車(chē)順利量產(chǎn)。

a、整體BUG關(guān)閉率≥98%，特大/重大BUG關(guān)閉率100%，一般BUG關(guān)閉率≥95%

b、功能實(shí)現(xiàn)率100%

c、性能實(shí)現(xiàn)率≥99%

5 軟件開(kāi)發(fā)各階段目的

整車(chē)軟件開(kāi)發(fā)屬于整車(chē)開(kāi)發(fā)下屬子流程，旨在針對(duì)軟件模塊進(jìn)行補(bǔ)充說(shuō)明。整車(chē)的軟件開(kāi)發(fā)按各階段的軟件成熟度要求進(jìn)行開(kāi)發(fā)及發(fā)布，支持整車(chē)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)，最終實(shí)現(xiàn)整車(chē)產(chǎn)品目標(biāo)，其各階段的開(kāi)發(fā)需求與整車(chē)項(xiàng)目開(kāi)發(fā)流程中的邏輯對(duì)應(yīng)關(guān)系如圖3所示。

如上所述，軟件分階段進(jìn)行迭代開(kāi)發(fā)，即按照W系列要求開(kāi)展工作。W系列描述了整車(chē)軟件交付的成熟度狀態(tài)，目的是總體控制整車(chē)所有控制器軟件的開(kāi)發(fā)進(jìn)度和成熟度，作為整車(chē)功能實(shí)現(xiàn)計(jì)劃和零部件軟件開(kāi)發(fā)計(jì)劃的規(guī)范指導(dǎo)文件。

5.1 W1軟件版本

交付標(biāo)準(zhǔn)：根據(jù)通訊矩陣和診斷協(xié)議等要求，具備基礎(chǔ)技術(shù)軟件，并具有根據(jù)功能實(shí)現(xiàn)計(jì)劃實(shí)現(xiàn)的應(yīng)用功能軟件，至少提交原型電子硬件。

目的：驗(yàn)證電子電氣架構(gòu)的實(shí)施，包括基礎(chǔ)技術(shù)軟件、軟件刷新、網(wǎng)絡(luò)管理等；另外根據(jù)功能實(shí)現(xiàn)計(jì)劃要求和其他要求，驗(yàn)證供應(yīng)商實(shí)施的其他功能。用于電子電氣架構(gòu)臺(tái)架集成測(cè)試需求。

5.2 W2軟件版本

交付標(biāo)準(zhǔn)：根據(jù)通訊矩陣和診斷協(xié)議等要求，具備基礎(chǔ)技術(shù)軟件，并根據(jù)功能實(shí)現(xiàn)計(jì)劃實(shí)現(xiàn)60%的應(yīng)用功能軟件，提交生產(chǎn)目的樣件。

目的：為了集成和驗(yàn)證具有完整的電子部件硬件、基礎(chǔ)軟件、應(yīng)用層軟件的電子電器系統(tǒng)。目標(biāo)是在臺(tái)架和PT1車(chē)上驗(yàn)證電子電器的所有內(nèi)容。

5.3 W3軟件版本

交付標(biāo)準(zhǔn)：在W2的基礎(chǔ)上進(jìn)行問(wèn)題修復(fù)，并根據(jù)功能實(shí)現(xiàn)計(jì)劃實(shí)現(xiàn)85%的應(yīng)用功能軟件，提交樣件。

目的：利用系統(tǒng)臺(tái)架、Boxcar、PT2車(chē)，集成并驗(yàn)證了整個(gè)電氣系統(tǒng)的分布式功能，此測(cè)試環(huán)境系統(tǒng)應(yīng)充分實(shí)現(xiàn)了所有軟件功能。

5.4 W4軟件版本

交付標(biāo)準(zhǔn)：在W3的基礎(chǔ)上進(jìn)行問(wèn)題修復(fù)，實(shí)現(xiàn)了100%完整功能的電子電器系統(tǒng)功能，提交工裝樣件。

目的：通過(guò)使用工裝樣件集成，驗(yàn)證完整的電氣系統(tǒng)，以支持小批量造車(chē)的簽發(fā)。W4與全工裝造車(chē)是一致的，應(yīng)無(wú)任何計(jì)劃差異。

5.5 凍結(jié)版軟件版本

交付標(biāo)準(zhǔn)：在W4的基礎(chǔ)上進(jìn)行問(wèn)題修復(fù)，實(shí)現(xiàn)了100%完整功能的電子電器系統(tǒng)功能，可支持量產(chǎn)裝車(chē)。

目的：W4集成測(cè)試的基礎(chǔ)上進(jìn)行問(wèn)題修復(fù)后，通過(guò)對(duì)工裝認(rèn)可樣件的基礎(chǔ)技術(shù)和功能測(cè)試，根據(jù)測(cè)試報(bào)告，決策是否對(duì)ECU進(jìn)行工程認(rèn)可。

6 結(jié)論

本文重點(diǎn)講述軟件開(kāi)發(fā)在整車(chē)中的重要度，需要有一套機(jī)制和流程管控整車(chē)“軟件”的開(kāi)發(fā)，使其能夠與整車(chē)開(kāi)發(fā)相匹配，質(zhì)量和成熟度滿足整車(chē)開(kāi)發(fā)需求。經(jīng)過(guò)多個(gè)車(chē)型驗(yàn)證說(shuō)明此套管控機(jī)制實(shí)用可靠，滿足整車(chē)開(kāi)發(fā)需求。

參考文獻(xiàn)：

[1]王若飛，郭廣曾，趙俊，等.汽車(chē)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)控制流程淺談[J].時(shí)代汽車(chē)，2023（06）：19-21.

[2]王博.一汽解放汽車(chē)有限公司產(chǎn)品開(kāi)發(fā)流程改進(jìn)研究[D].長(zhǎng)春：吉林大學(xué)，2020.

[3]柴勇.A公司自主品牌汽車(chē)研發(fā)質(zhì)量體系改進(jìn)研究[D].廣州：華南理工大學(xué)，2018.

[4]康丹.主流汽車(chē)企業(yè)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)流程對(duì)比研究[D].北京：清華大學(xué)，2017.

[5]史玉博.H汽車(chē)公司J產(chǎn)品開(kāi)發(fā)流程改進(jìn)研究[D].沈?qū)帲荷蜿?yáng)東北大學(xué)，2016.

[6]朱姝帆.汽車(chē)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)流程風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警管理研究[D].武漢：武漢理工大學(xué)，2009.

[7]劉紅.軟件開(kāi)發(fā)質(zhì)量控制[J].電子技術(shù)與軟件工程，2020（09）.

[8]周曉翠，崔長(zhǎng)軍，鐘濤，雍建軍.基于Aspice的汽車(chē)軟件開(kāi)發(fā)流程實(shí)踐[J].汽車(chē)實(shí)用技術(shù)，2020（01）.

[9]陳蘇.嵌入式軟件外部質(zhì)量評(píng)價(jià)方法設(shè)計(jì)[J].測(cè)試技術(shù)學(xué)報(bào)，2019（01）.

[10]郭其昌.汽車(chē)零部件質(zhì)量追溯管理系統(tǒng)[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2019（05）.