汽车行业云原生趋势研究报告

前⾔ 今天，数字化发展已成为全球的重要共识。根据⻨肯锡的研究报告显⽰，全球已经有超过170个国家发布了国家数字战略。在新冠疫情笼罩的最近3年，数字化进程显著提速，“全球的数字化进程整体提前了7年，其中亚太地区更是提前了10年。”云原⽣被看作云计算“下半场”的代表性技术，云原⽣平台成为企业数字基建的必需品，是通往数字化转型的最短路径。在我国，云原⽣已进⼊⻩⾦发展期，云原⽣技术⼤放光芒，并不断在⾦融、汽⻋、能源、运营商等ICT能⼒领先的⾏业落地。本次我们选取汽⻋⾏业作为“⻘云科技“系列⾏业云原⽣趋势研究”的⾸个⾏业调研对象。 ⼤浪淘沙，汽⻋产业正在发⽣颠覆性的变⾰。随着汽⻋智能化、⽹联化、电动化、共享化的进程加速，“软件定义汽⻋”时代悄然来临。同时，云原⽣理念被引⼊越来越多的⻋企中，许多核⼼和次核⼼业务系统实现了容器化改造。《汽⻋⾏业云原⽣趋势研究报告》基于⻘云科技对于汽⻋⾏业的⻓期洞察和云原⽣技术的研究与实践，在传统汽⻋⾛向智能⽹联化的趋势背景下，从汽⻋⾏业数字化转型遇到的机遇和挑战、云原⽣技术在汽⻋⾏业的落地情况、⻋企云原⽣化的实践路径等维度进⾏分析，并提供⾏之有效的建议。 鸣谢 本报告耗时3个⽉，感谢接受调研访谈和给予真知灼⻅的每⼀位：来⾃蔚来汽⻋的施炳⽂、孔毅、⼤众汽⻋王勇、宝⻢汽⻋MaxYang、北汽福⽥张国强、上汽⽅宇晨、红岩汽⻋刘岗、丰⽥汽⻋Stephen、⼤运汽⻋焦育、Cerence赛轮思Brian&Bill、Flomesh张晓辉、EMQ丰志⻜、⻘蓝资本张宏祥，以及其他20余位不愿意具名的专家和业内⼈⼠。 核⼼观点 1.汽⻋⾏业四⼤技术趋势 ·中国⻋联⽹发展在全球遥遥领先，从单纯的⻋载信息服务迈⼊智能⽹联阶段 ·预计到2025年，中国L及以上的智能汽⻋销量将破千万辆 ·柔性化、智能化和集成化是新⼀代⻋企打造核⼼竞争⼒的关键 ·数字化营销和售后服务呈现个性化、智能化趋势 2.云原⽣⾏业洞察 ·头部主机⼚和造⻋新势⼒引领，⻋企开始成⽴专⻔的数字化转型部⻔ ·全栈⾃研，⻋企追求IT研发和平台建设⾃主可控 ·重视开源，开源技术和社区是探索云原⽣的第⼀站 ·信息安全和服务资质要求严格，⻋企追求数据应⽤和数据安全的平衡 3.五⼤典型应⽤场景 ·搭建DevOps平台，实现应⽤⾼效敏捷，持续迭代 ·对微服务架构的考量倒逼基础设施容器化，SpringCloud是当前主流选型框架 ·⻋联⽹是云边协同⾏业化的场景体现，给出云边协同、数据存储、算法管理三⼤建议⽅案 ·边缘计算落地挑战多，成熟的边缘计算平台帮助实现“云边端”三位⼀体协同架构 ·⾃动驾驶AI训练天然适合容器化，同时存在技术下沉难、管理上升难、学习⻔槛⾼等问题 ⽬录 ....................... 1.调研数据与调研⽅法1 ........................... 2.汽⻋⾏业显著技术趋势2 ................................ 2.1.软件驱动成为竞争核⼼2 .......................................................... 2.2.技术趋势剧烈变化，汽⻋在被重新定义2 ............. 2.2.1.⻋联⽹2 ................. 2.2.2.⾃动驾驶4 ................. 2.2.3.智能制造6 ....................................... 2.2.4.运营与服务数字化升级7 .............................. 3.汽⻋⾏业云原⽣市场洞察8 ........................................ 3.1.成⽴专⻔的数字化转型部⻔8 .................................... 3.2.全栈⾃研追求⾃主可控10 ................................................. 3.3.数据安全和数据采⽤之间的平衡12 ....................................... 4.汽⻋⾏业云原⽣典型应⽤场景14 ............................... 4.1.敏捷协调，持续迭代14 ............................... 4.2.微服务架构化繁为简16 ................ 4.3.⻋联⽹场景18 .................... 4.4.边缘计算场景20 ......................... 4.5.⾃动驾驶AI场景23 5.结语25 ....... 6.参考资料26 ....... 7.关于作者27 1.调研数据与调研⽅法 ⻘云科技KubeSphere云原⽣团队历时3个⽉，先后访谈了30多家汽⻋企业和上下游产业链供应商，其中包括了⻘云科技的客⼾、⽣态合作伙伴、⾏业头部⼚商，涉及了国内造⻋新势⼒、海外品牌汽⻋、国内整⻋企业、⻋载智能语⾳⼚商、智能驾驶企业、⾃动驾驶解决⽅案提供商等国内外汽⻋⾏业领军企业。从汽⻋⾏业剧烈的技术趋势变化、国家监管和服务资质要求、数字化挑战、云原⽣进阶、以及向云原⽣的战略转移等层⾯，和30余位汽⻋⾏业专家进⾏了深⼊调研和交流。 本次访谈对象以业务开发⼯程师、架构师、CIO/CTO管理者等为主。通过梳理汽⻋⾏业云原⽣技术应⽤的趋势和共性需求，总结典型落地场景，形成⾏业最佳实践。从⽽为汽⻋客⼾向云原⽣转型提供启发、指南和⽰范。 汽⻋⾏业显著技术趋势 2. 2.1.软件驱动成为竞争核⼼ 汽⻋产业正在围绕“软件定义汽⻋”，掀起转型升级的热潮。有业内⼈⼠指出，“在未来汽⻋竞争中，⻋载软件将占据未来汽⻋创新的90%。” 在Gartner发布的2022年汽⻋⾏业五⼤技术趋势中，数字巨头将汽⻋纳⼊整体⽣态系统，2022年将继续扩 ⼤其在汽⻋技术领域的影响⼒。国内外科技巨头的造⻋项⽬都在有序推进中，在“软件定义汽⻋”概念的驱动下，众多科技巨头早期涉猎汽⻋领域多以⻋联⽹为切⼊点。Gartner预测，到2028年，卖出汽⻋中的70%将采⽤安卓汽⻋操作系统，⽬前这⼀⽐例还不到1%。 ⻋企的业务模式将从根本上发⽣改变，未来的汽⻋不再是“两套沙发加四个轮⼦”，⽽是“有四个轮⼦会跑的智能终端”，汽⻋越来越像会奔跑的智能⼿机。商业模式也在发⽣变化，由机械和硬件驱动变为软件驱动，由“硬”到“软”的变化趋势，带来订阅式服务加速到来，汽⻋不再是⼀次性付费的⼯业产品，软件业务开始成为新的盈利增⻓点，主机⼚可以在整体⽣命周期内更⼤程度地挖掘价值。软件成为未来汽⻋实现⽹联化、智能化、电动化和共享化等趋势的核⼼推动要素。 2.2.技术趋势剧烈变化，汽⻋在被重新定义 汽⻋被重新定义，汽⻋产业正在向新能源电动、⾃动驾驶等⾼端智能、服务化⽅向转移，全球范围内涌现出四⼤颠覆性技术趋势： 2.2.1.⻋联⽹ 近年来在国家政策的强⼒扶持下，⻋企已经将⻋联⽹纳⼊重要战略规划。⻋联⽹涉及⻋企、软件提供商、通信运营商、芯⽚和模组⽣产商等，产业链很⻓。通过搭载先进的传感器、控制器等装置，实现⻋与⼈、⻋、路、后台等智能信息交换共享，是实现汽⻋智能化和⽹联化的关键。2020年，11部委联合出台《智能汽⻋创新发展战略》，在政策催化和技术变⾰的双重背景下，⻋联⽹产业进⼊快⻋道。根据中国汽⻋⼯程学会预测，到2025、2030年，我国销售新⻋联⽹⽐率将分别达到80%、100%，联⽹汽⻋销售规模将分别达到2800万和3800万辆。根据联⽹技术的不同，⻋联⽹可以分为⻋内⽹、⻋际⽹和⻋云⽹三种⽹络。 从全球⻋联⽹趋势看，⻋联⽹分为三个阶段：⻋载信息服务阶段、智能⽹联汽⻋以及智慧出⾏阶段。从应⽤场景的⻆度，⻋联⽹⼤致可以分为以下三种具体应⽤场景：以⽤⼾体验为核⼼的信息服务类应⽤、以⻋辆驾驶为核⼼的汽⻋智能化类应⽤和以协同为核⼼的智慧交通类应⽤。⽬前，我国⻋联⽹已经从单纯的⻋载信息服务迈⼊智能⽹联阶段。智能⽹联汽⻋包含三⼤元素：智能交互、智能驾驶和智能服务。 ⻋联⽹应⽤场景⽰例 应⽤类型 具体应⽤ 信息服务类 导航、娱乐、通信、远程诊断、救援等基础性⻋载信息，⽹约⻋、汽⻋保险、汽⻋美容等服务类信息 汽⻋智能类 安全驾驶辅助系统、智能信号灯、⾃适应巡航、智能停⻋等 智慧交通类 限定区域内的⾃动驾驶巴⼠、港⼝专⽤集装箱智能运输等封闭限定场景，及⾃动驾驶出租⻋、⾃动驾驶公交⻋、智能配送等共同交通场景 来源：综合基业⻓⻘经济研究院和⽹络信息进⾏整理 以智能交互为例，国内外头部主机⼚和OEM⼚商都⾮常重视⻋机系统的交互，将其作为汽⻋产品的⼀⼤亮点。中国⻋联⽹的发展在全球遥遥领先，当国外还简单地停留在导航、⾳乐、⻋控时，国内已经基于⻋机系统开始炒股、看视频，以及更多娱乐控制。同时，汽⻋⼚商纷纷推出⼈⼯智能系统，赋予它情感和形象，让 ⻋内交互更好，更⾃然地满⾜⽤⼾需求，理解⽤⼾偏好，做到千⼈千⾯，⽤服务去找⼈。如今交互智能化程度成为⻋主购⻋选择的⼀个重要因素，⻋主不再只关注发动机、内饰等传统因素。 图1 OTA成为电动汽⻋主流趋势，来源：亿欧汽⻋ ⻋联⽹系统的发展也跟汽⻋本⾝的发展密切相关，当汽⻋更加系统化、强调软件定义硬件时，通过OTA （OvertheAirTechnology，空中下载技术）加快智能⽹联汽⻋迭代速度，OTA通过远程升级软件，让软件系统随时保持最新，⽆需线下S⻔店预约、排队的冗⻓流程。根据Gartner预测，到2023年，排名前⼗的汽⻋制造商中有⼀半将通过软件更新来解锁和升级功能，客⼾可以在购买汽⻋后购买这些软件。从⽤⼾的⻆ 度，OTA升级使⽤⼾能够保持对于汽⻋的新鲜感，不断提升驾乘乐趣。对新能源品牌来说，订阅模式OTA升级也开创了新的盈利空间。 2.2.2.⾃动驾驶 ⾃动驾驶将在驾驶环节实现对⼈的注意⼒的解放，当⼈的双⼿和注意⼒被解放出来，汽⻋将实现从以⻋为中 ⼼的交通⼯具，转变为以⼈为中⼼的”第三⽣活空间“。 图2 ⾃动驾驶⻋辆配备的各种传感器 根据⼯信部推出的《汽⻋驾驶⾃动化分级》，驾驶⾃动化可以分成0-5级。我国⾃动驾驶当前处在L-L阶段，从L（组合辅助驾驶）到L级（有条件⾃动驾驶）的重要差异为是否能主动调配路端资源。L级别可以看作半⾃动驾驶⽔平，能够实现⻋辆对多项功能进⾏操作，包括：全速⾃适应巡航、⾃动泊⻋、主动⻋道保持、限速识别、⾃动变道等。L级别可以做到⻋辆在特定环境中实现部分⾃动驾驶，并根据路况环境判断是否可以⾃动驾驶，L被认为是⾃动驾驶的真正开端。 ⾃动驾驶等级 ⽔平 Level0 ⽆⾃动化（NoAutomation），完全⼈⼯驾驶 Level1 驾驶员辅助（DriverAssistance），有少量辅助功能介⼊到驾驶中，如⾃适应巡航、⾃动紧急刹⻋等； Level2 部分⾃动化（PartialAutomation），系统在部分场景下可以⾃动驾驶⻋辆，但驾驶员要随时准备接管。 ⾃动驾驶等级 ⽔平 Level3 特殊条件⾃动化（ConditionalAutomation），⽐较⾼程度实现了⾃动驾驶，驾驶员在很多场景下⽆需操控，只有在少数情况下需要接管汽⻋。 Level4 ⾼度⾃动化（HighAutomation），可满⾜80%以上场景的完全⾃动驾驶。 Level5 全⾃动化（FullAutomation），100%完全⾃动驾驶，完全⽆需⼈为⼲预，安全性远⾼于⼈类驾驶员。 来源：根据⽹络公开资料整理 相关数据显⽰，2017年以来，我国汽⻋在智能驾驶配置⽅⾯，五年平均复合增⻓率⾼达42.7％。预计到2025年，中国L及以上的智能汽⻋销量将破千万辆，智能汽⻋渗透率达49.3％。 图3 2020-2040年新⻋⾃动驾驶趋势 ⾃动驾驶⻜跃发展，各⽅玩家不断布局沿着智能化和⽹联化两个⽅向演进。⽬前主流玩家可分为两类：以渐进式策