汽车产品开发：如何通过数字化变得更快、更便宜

汽车产品开发:如何变得更快,便宜的通过数字化 智能数字化可以保存起来一年的发展时间 和20%的研发成本。 顺向 执行概要 汽车行业正在快速变化。它是应对多种技术挑战，例如 作为电气化，软件定义的汽车，电子/电气转换(E/E) 体系结构和开发自动驾驶。与此同时,现任汽车公司 需要更贴近他们的客户以帮助抵御来自创新挑战者的竞争，包括 新的纯电池电动汽车（BEV）参与者，例如特斯拉、RivianNio,比亚迪和清醒。 新兴技术的挑战要求 巨大的前期投资，同时变化的步伐意味着需要开发时间线 尽可能短，以避免生产过时的汽车。 因此，争取实现目标比以往任何时候都更加重要。在产品开发流程和效率 减少将创新推向市场所需的时间。为此，我们分析了未来的BEV发展 现任者（SOP>2024）和挑战者的计划原始设备制造商(oem;最新的 最好的开发),确定了9个必不可少的实践来降低成本和加快 开发过程,同时保持高 质量标准。两个最佳实践 已经在我们正在进行的系列文章中介绍过在产品开发上。 本文深入探讨了五个最佳实践，关注系列开发阶段 车辆本身。例如,它解释了 随之而来的仿真、并行化、数字供应商集成和虚拟现实(VR)的使用 协同设计和造型可以节省OEM 时间和金钱。通过实施这五种切割边实践,现任OEM可以节省 一年的开发时间,以及减少 研发相关成本20%。这个账户 go-with-1衍生品开发和使用 （完成最终设计）作为参考点。 模拟,剩下的两个最佳实践的关注 将涵盖产业化和认证 并行化、数字 供应商整合, 和使用的虚拟现实协同设计 和样式可以节省 oem时间和金钱。 在一个单独的文章。 汽车产品开发：如何通过数字化变得更快、更便宜1 介绍数字化手段纳入 挑战者的发展过程和数字化， 合作的心态在他们的组织中, 现状 今天，产品之间仍然存在着巨大的差距现任oem和的发展时间线 挑战者oem(见图1)。 保险费和体积oem厂商有可比性方法和里程碑,我们申请一个 对这些厂商平均时间线。然而,在 挑战者原始设备制造商，有非常不同的方法到产品创建（取决于它们如何平衡 质量和速度，购买现成或内部制作，和其他因素),因此我们选择使用最多 数字化,大多数time-ambitious挑战者OEM作为一个参考点。 然而，挑战者的鲜明特征 原始设备制造商的方法，例如他们的质量期望或他们的市场进入策略，设定限制以应用这些杠杆现任oem厂商,他们必须确保 他们满足他们的通常很高的期望建立客户基础。 但是，揭示了重要的储蓄机会 时间和成本。如果他们要采取类似的方法,我们预计保费oem厂商 实现略小于2.5的开发时间年为未来的产品开发时间 尊重他们现有的质量愿望。那是比今天的发展计划少一年 未来的电池供电电动汽车。服用考虑到实施时间，我们预计 可实现50%的时间节省未来汽车的一代。 注意,总20的潜在节省费用百分比与当前计划相比。稍通过直接实现10%以上 影响,如降低硬件成本。剩下的大约10%将实现 间接地，例如通过减少对本地的依赖有界的发展,使进一步的转变 开发成本的国家。 图1 现有原始设备制造商和挑战者原始设备制造商的产品开发时间表之间存在巨大差距 平台开发汽车系列的开发汽车产业化 (数字)100%的努力 开始 开始 1 冻结 释放组件 开始 SOP条目 1 2 3 4 5 6 7 89 –56 –41.5 –34.5 –28.5 –17.5 –13 –5 0+3 平台车辆去外产品工具Certiication市场 平均溢价 原始设备制造商 1 2 3 4 5 6 7 8 –54 –38 –32 –29 –20.5 –12 –5 0 平均体积 原始设备制造商 一流1 挑战者号 23456798 原始设备制造商 –36–20–18–16–14–6–30+6 不是重点节约潜力:~8个月节约潜力:~4个月不是重点 注意：OEM是原始设备制造商。SOP开始生产。来源:卡尼分析 汽车产品开发：如何通过数字化变得更快、更便宜2 9个优化的最佳实践产品开发 我们已经确定了九个最佳实践来降低研发成本，加快开发周期，并保持 质量，其中五个是本文的重点和下面深潜水analysis.1 深潜水1:E2E需求工程和测试 这些原则提供基础 高效执行开发里程碑。在从长远来看，里程碑将被成熟的跟踪软件/硬件循环, 这是通过数字的不断发布实现的版本的产品。 在执行时,记住后: 自动化-软件定义车辆,硬件 端到端（E2E）需求工程，包括测试管理,可用于编排 产品开发。这种方法可以减少行政会议和提高成熟度， 释放多达5%的发展计划 个小时。OEM也将降低成本发生的意外变化。 我们建议以下七个设计原则: 1.一个需求的平台和直接 匹配为第三方测试用例强制性 2.中央管理的需求(功能, 非功能和功能安全需求) 需求驱动的软件 要求。Overspecification的硬件减少时间和允许软件集成 灵活的部署新的post-factory软件为未来的收入,因此功能 最终降低了总体开发成本。更多细节见如何关注硬件 今天可以在明天的软件——提高回报率驱动的世界。 ——确保标准化测试的长椅 并且可以通过空中到达，因为这将使开发人员测试本身的特性。与 正确的需求语法，自动推导测试用例和测试过程代码板凳上现在是可能的。 3.相互关联的需求分解从 产品功能(产品、系统功能,基于系统的组件和函数) 最佳实践测试执行过程在图2(4页)。 工程原则深潜水2:严格同步的 v模型和软件循环 4.自动化测试和验证通过一个连接工具链和一个中央编制单位 5.全面策划试验台的预订、过渡回归测试和报告 6.一致的、可追踪的文档从各方参与开发过程 7.的支持E2E集成工程师与 全部责任和能力投入的大部分时间要求分解,而 比修复bug 软件和硬件的同步发展是敏捷、优质 集中开发或集成。通过共同核查和验证软件和 关联硬件，可以防止后期集成 问题。根据我们的经验，这种方法非常明显增加软件和E/E成熟度,最终 防止延迟生产的开始。 1有关其余四个最佳实践的更多信息，请联系作者团队或访问https://www.kearney.com/digital/automotive-software-every-day-a-new-car 汽车产品开发：如何通过数字化变得更快、更便宜3 图2 中央端到端软件测试和报告设置可在24小时内实现零手动执行 水平测试 DB 软件模块西南和EE包系统完整的车完整的车 并行测试 今天,测试主要是实现一个 水平的方法。为了确保自动化测试和报告,垂直整合 是必需的。 回归验收 系统 功能集成 管道 “构建”詹金斯“确认”詹金斯 零手工协调 （通过Jenkins触发的全自动测试编排通过对特定软件版本的每个拉取请求） 实现 虚拟仿真 ——静态代码跳棋 MISRA- -单元测试 ——银 真正的ECU和真正的/模拟外围设备 ——自动边境 ——模拟 外围设备 ——配置 测试的长椅 真正的系统 真正的外围设备 ——自动边境 ——配置 测试的长椅 ——测试自动化通过Python 真正的车辆/全部车辆系统 ——自动垂直注入逻辑和高压模拟 ——世界模型对于ADAS ——用户体验验证 ——Certiication 人类的测试驱动程序和真正的汽车 公共道路 ——人类测试驱动程序深技术 技术 ——最后一般测试 ——测试自动化 加拿大、美国、 通过Python 和欧盟 ~1小时 20个小时 <24小时 ~3个小时 24小时管道（紧急情况下至少8小时，变体优先级限制性更强） 焦点最重要的 注意：软件是软件。EE是电气/电子的。SiL是循环中的软件。ECU是电子控制单元。硬件在环是环中的硬件。ViL是循环中的车辆。高压是高压。ADAD是先进的驾驶员辅助系统。用户体验是用户体验。 来源:卡尼分析 汽车产品开发：如何通过数字化变得更快、更便宜4 在我们与oem业务,我们经常发现六周同步周期（六周冲刺） 硬件开发并行3x2周软件开发冲刺)是最好的 选择、平衡行政的努力和快速 迭代（请参阅第6页上的图3）。释放列车不应该等待,应该总是准时离开, 如果不释放特性已经准备好了,他们可以考虑在下一个版本中使用。每三个月，主要规划会议应该召开 审查软件积压计划并启用 为硬件开发提供足够的规划视野。 请注意,所有需要同步硬件与E/E和软件, 其他硬件,其他周期是可行的。 有关更多详细信息，请参阅解锁速度、质量和成本:如何优化硬件开发的 嵌入式软件环境。 深潜水3:虚拟协同设计,样式 采用虚拟、协作设计和造型可以优化设计与技术结合 阶段。一个开关在粘土使用AR/VR建模 （增强或虚拟现实）系统可以减少这种情况期10个月,如果你也需要 供应商（见第7页的图4）。此阶段提供自那时以来节省时间的最大潜力 创建工具所需的时间线定义剩下的步骤,只提供有限的空间改进。 的汽车开始通过系列模型数据阶段可分为设计阶段(直到外 冻结)和data-derivation和供应商调整阶段。在设计阶段有一个 潜在拯救7个月,优质oem厂商 通常今天在这个阶段花费13个月，而不是六个月的一流的挑战者。 的data-derivation和供应商调整阶段提供再节省三个月的潜力， 主要是通过调整供应商在平行设计阶段. 通过使用AR/VR，该过程变得更少取决于位置，这产生了潜在的 此外，还可节省约3%至4%的成本通过时间减少潜在的储蓄。 为了在此阶段实现最佳实践，OEM需要采用并行化和端到端虚拟现实 并从车辆启动（或已经在车辆启动）就让供应商参与进来先进的工程)。 并行同步设计和的呼声技术概念开发/验证，包括 配合，以最大限度地提高效率和效果。你还需要设置(包括敏捷项目的房子 设计、开发、财务、操作) 的行函数。这将实现快速迭代，包括目标函数收敛。 采用专家评估(而不是时间消耗和昂贵的模拟或硬件 测试）从早期阶段进一步提高了速度。 两个端到端工具链（例如，欧特克） 和最新的硬件设置(Powerwalls,虚拟现实眼镜、手套、嗅觉选项）应该利用VR。前clay-related最大化收益,所有 过程(如空气动力学、颜色和装饰) 还必须切换到VR。一个过渡步骤是采用 VR缩小选项然后去最后一个, 未经编辑的粘土确认。使用VR端到终端将在设计方面具有直接的成本效益 能力。然而，最大的影响是间接的，因为虚拟现实可以独立于位置的寻早期 发展。例如,OEM 在成本最高的国家更多地利用专业知识，节省成本开发成本的4%。 汽车产品开发：如何通过数字化变得更快、更便宜5 图3 六周的同步计划通常是最好的方法 E2E西南 发展测试测试 构建释放同时评估 通过100%自动化仿真和验证通过詹金斯 风险 构建释放功能 增量 时间 软件特点:冒烟测试、功能循环和边境 同步 周期2周 系统级:边境和full-vehicle测试六周的周期中 SOP后只inalizedHW后改进 SW成熟度级别 联合成熟增加 HW成熟度级别 E2EHW 发展 HW平台和基础操作系统:烟和身体基本功能测试 计划 构建 测试HW 运行 风险时间 焦点最重要的 除了所需的技术能力外，持续同步还需要思维方式的转变和承诺的工程师以初步的、非完美的状态发表他们的工作。 注意：E2E是端到端的。软件是软件。硬件是硬件。硬件在环是环中的硬件。SOP开始生产。操作系统是操作系统。来源:卡尼分析 增量/模型或样本 汽车产品开发：如何通过数字化变得更快、更便宜6 图4 从粘土建模到使用AR/VR系统的转换可以减少设计和技术对齐阶段还了10个月,如果你涉及到供应商 狭窄的到1 Go-with-1 决定 合适的设计和组件 供应商参与 执行许多厂商已经使用虚拟现实 总结缩小到1的设计 最后的决定大多仍在粘土 并行化主要是见过的speed-focusedoem(部分)供应商关系密切 外观:Clay-led 1(3模型;大小比例1:4