Che cos’è un veicolo definito dal software?
In questo periodo, nel settore automobilistico si parla molto di veicoli definiti dal software (SDV), ma non tutti capiscono cosa significhi. Ma i veicoli non sono già tutti dotati di software automobilistico?
È vero, ma i veicoli definiti dal software sfruttano il software automobilistico in modi molto più potenti. Le funzioni fondamentali dei veicoli definiti dal software sono fornite dal software stesso, che si appoggia a risorse hardware avanzate e a un sistema operativo moderno. Questo contrasta con i numerosi blocchi hardware e sensori singoli e a funzione fissa presenti nelle auto del passato. I veicoli definiti dal software sono più flessibili e aggiornabili, utilizzano e condividono i dati e sono connessi al cloud. Ciò significa che possono essere migliorati nel tempo, proprio come i clienti si aspettano da altri dispositivi digitali. Inoltre, ciò consente all’industria automobilistica di sbloccare nuovi modelli di business, caratteristiche e funzionalità durante l’intero ciclo di vita del veicolo tramite il software.
Queste differenze potrebbero non sembrare significative, ma sono incredibilmente importanti e offrono vantaggi e opportunità sia ai produttori di veicoli che ai consumatori. In questo blog faccio luce sugli aspetti fondamentali necessari per la realizzazione di veicoli definiti dal software (SDV) da parte degli OEM.
Veicoli definiti dal software: flessibili e aggiornabili
Aggiunta di funzioni nel tempo
Un aspetto fondamentale dei veicoli definiti dal software è la loro capacità di essere flessibili e di consentire uno sviluppo continuo del software. Storicamente, i veicoli venivano progettati per avere caratteristiche e funzioni specifiche al momento in cui uscivano dalla catena di montaggio, e questo era tutto ciò che potevano fare per l’intera durata della loro vita utile. Ciò contrasta con le aspettative dei consumatori riguardo al software aggiornabile nei loro smartphone, dove ormai si aspettano una tecnologia che migliori e si trasformi gradualmente in nuove funzionalità.
Riuscite a immaginare se il vostro smartphone fosse "fissato" e non potesse essere aggiornato con nuove funzionalità e caratteristiche? Sebbene produttori come Tesla siano famosi per la guida autonoma, ciò che conta di più è che hanno dimostrato come la possibilità di migliorare i veicoli tramite il software rappresenti un valore fondamentale per i propri clienti rispetto ai veicoli del passato che non ne erano in grado.
Aggiornamenti over-the-air (OTA)
Un veicolo definito dal software offre una piattaforma software estensibile che può essere continuamente aggiornata per aggiungere, dopo la produzione, funzioni e nuovi servizi non previsti in precedenza tramite aggiornamenti software. Questa flessibilità consente alle case automobilistiche, ai fornitori di servizi e ad altri soggetti di aggiungere funzioni e miglioramenti alle auto dopo la produzione tramite il software. Il risultato per i consumatori è un’esperienza utente migliore, in cui l’auto che hanno acquistato si migliora, risolve i problemi e offre esperienze a cui non si era pensato al momento dell’acquisto. Mi piace dire che dobbiamo progettare veicoli in grado di offrire in futuro funzionalità a cui oggi non abbiamo ancora pensato. Per farlo, abbiamo bisogno di veicoli flessibili e aggiornabili, il che significa sempre più spesso fornire nuove funzionalità attraverso lo sviluppo software.
Gli aggiornamenti over-the-air rappresentano uno strumento potente che sta acquisendo sempre maggiore popolarità nel settore automobilistico, soprattutto sulla scia di Tesla, Mercedes-Benz, Hyundai e altre case automobilistiche, che stanno attivamente proponendo aggiornamenti software per i propri veicoli. Per realizzare questa trasformazione graduale attraverso il software, è necessario che l’hardware sottostante sia in grado di anticipare i futuri aggiornamenti over-the-air e includa una tecnologia hardware che consenta uno sviluppo continuo anche dopo la produzione. Sebbene molti OEM potrebbero non essere pronti per una piattaforma tecnologica completamente aperta e nutrire preoccupazioni riguardo alla connessione con sistemi esterni per motivi di sicurezza informatica, rimane comunque la possibilità di effettuare aggiornamenti software nel tempo in grado di integrarsi perfettamente con i sistemi esistenti del veicolo, a condizione che quest’ultimo sia stato progettato in anticipo per essere aggiornabile.
Nuovi modelli di business
Un tema centrale in tutto il settore automobilistico è comprendere in che modo il software aggiornabile possa aprire la strada a nuovi modelli di business e funzionalità. Il software dei veicoli offre il potenziale per fornire nuove funzionalità ai conducenti, sia attraverso il sistema di infotainment che tramite le app del veicolo. Ad esempio, non è facile trovare veicoli che non offrano lo streaming musicale, mentre solo pochi anni fa questa integrazione era una novità assoluta. I veicoli definiti dal software offrono all’industria automobilistica la flessibilità necessaria per rispondere alle nuove tendenze man mano che si presentano e per proporre le nuove funzionalità richieste dai clienti, in modo simile a quanto avviene con gli smartphone.
Collegare i veicoli alle app per smartphone
Un altro esempio è rappresentato dai servizi connessi (o servizi per auto connesse). Alcune auto moderne dispongono di app dedicate che consentono di bloccare le portiere da remoto, localizzare il veicolo e gestire altre semplici impostazioni. Un'architettura software moderna può consentire alle case automobilistiche di ampliare i servizi connessi con funzionalità molto più potenti, sia tramite un'app che attraverso il sistema di infotainment. Queste funzionalità possono essere offerte gratuitamente per fidelizzare i conducenti, oppure le case automobilistiche possono distribuire software e far pagare le nuove funzioni per migliorare i propri flussi di ricavi. Che sia gratuito o a pagamento, un veicolo definito dal software può offrire nel tempo un valore aggiunto per i veicoli grazie a un software che avvantaggia sia il conducente che l'industria nel suo complesso.
Architettura elettrica ed elettronica del veicolo definita dal software
Il passaggio a un veicolo definito dal software è strettamente legato all'evoluzione dell'architettura elettrica ed elettronica dei veicoli nel settore automobilistico. Man mano che l'architettura dei veicoli si evolve, si aprono nuove e potenti possibilità di utilizzo del software. Cominciamo con l'esaminare alcuni cambiamenti chiave a livello hardware nei veicoli definiti dal software.
Basato sulle reti moderne
Un elemento fondamentale per garantire questa flessibilità è la rete. I veicoli di vecchia generazione erano dotati di connessioni cablate basate su standard di rete come il CAN (Controller Area Network), che in fase di progettazione associavano in modo fisso specifiche fonti di dati a determinate destinazioni. Ciò comporta una serie di punti deboli fondamentali.
In primo luogo, i collegamenti fissi non sono modificabili dopo la produzione, quindi potrebbe risultare impossibile implementare nuove funzionalità poiché i sistemi necessari potrebbero non essere accessibili. In secondo luogo, il cablaggio dei veicoli convenzionali è incredibilmente pesante: in genere, la terza parte più pesante di un veicolo è costituita proprio dall’intero cablaggio! Questo cablaggio è anche difficile da assemblare, poiché richiede un intenso lavoro fisico per far passare spessi fasci di cavi attraverso i condotti dell’auto. Infine, queste reti sono difficili da diagnosticare; se uno dei cavi si guasta o viene danneggiato, ad esempio a seguito di una collisione, può essere difficile identificare il problema e la riparazione può risultare complessa o impossibile.
L'Ethernet automobilistico semplifica lo sviluppo dei veicoli
Al contrario, i veicoli definiti dal software (SDV) adottano moderne tecnologie di rete dinamiche. Nuovi standard di rete informatica, come l’Automotive Ethernet, consentono ai veicoli di disporre di una connettività flessibile, programmabile tramite software, in particolare per quanto riguarda le principali fonti di informazioni in entrata e in uscita dal veicolo. Gli SDV possono attingere alle tecnologie di rete definite dal software, aggiungendo al contempo ulteriori requisiti volti a garantire che il traffico critico per la sicurezza abbia la priorità e che la resilienza sia integrata nel sistema.
Ethernet è una risorsa condivisa, pertanto non è più necessario realizzare connessioni punto a punto tra i diversi sottosistemi. Questo cambiamento riduce il peso complessivo dei cavi, semplifica l’assemblaggio e migliora l’efficienza del veicolo. Ethernet facilita lo sviluppo e il debug, rendendo più semplice individuare la posizione dei guasti e più agevole diagnosticare e riparare i problemi, in alcuni casi esclusivamente tramite software.
Sonatus fornisce tecnologie software fondamentali per consentire il funzionamento delle reti moderne all’interno del nostro prodotto multifunzionale “Sonatus Foundation”, che permette di aggiungere, modificare e migliorare le connessioni nel corso dell’intero ciclo di vita.
Coesistenza consolidata di hardware e software
Un secondo cambiamento fondamentale in un veicolo definito dal software consiste nell’evoluzione dell’architettura del veicolo con capacità di elaborazione hardware che consentono il tipo di aggiornabilità descritto in precedenza. Tradizionalmente, l’elettronica dei veicoli era implementata con numerose unità di controllo elettronico (ECU) singole e completamente integrate, ovvero componenti fisici costituiti da scatole hardware e dal relativo software integrato che svolgono una singola funzione, come la gestione dei finestrini, del climatizzatore o della frenata. Quella scatola – spesso, in senso letterale e figurato, una “scatola nera” – non cambiava nel corso della sua vita utile e svolgeva solo quella singola funzione. Questo approccio non solo è costoso, ingombrante e difficile da gestire, ma costituisce anche un ostacolo all’aggiornabilità e allo sviluppo continuo.
I veicoli definiti dal software, invece, adottano un numero minore di unità hardware di elaborazione, più consolidate, in grado di eseguire più attività contemporaneamente, proprio come il computer o lo smartphone dell’utente, che eseguono più di un’applicazione alla volta. Grazie a tecniche quali l’utilizzo di un moderno sistema operativo embedded, la virtualizzazione, gli hypervisor e i container applicativi, queste applicazioni possono condividere le risorse hardware ed essere eseguite in parallelo senza interferire tra loro. Questa evoluzione della piattaforma software semplifica notevolmente la progettazione del veicolo, riduce il peso e la complessità di assemblaggio e apre sostanzialmente la strada alla possibilità di aggiungere nuove funzionalità nel corso del tempo.
Il consolidamento può ridurre il costo totale
Un malinteso diffuso è che i costi per i costruttori automobilistici aumenteranno man mano che integreranno la tecnologia richiesta, ma la realtà è probabilmente l’opposto. Sebbene un veicolo “software-defined” comporti un maggiore sviluppo software e i singoli sistemi elettronici possano risultare più costosi per garantire una maggiore potenza di calcolo, il costo complessivo dell’hardware nel veicolo potrebbe essere significativamente ridotto. Considerando che i veicoli convenzionali possono avere fino a 150 centraline elettroniche (ECU) per gestire i vari sensori, i requisiti di sicurezza e le funzioni di comfort, la riduzione del numero totale di ECU nelle auto può comportare notevoli risparmi sull’hardware. Sebbene lo sviluppo del software da parte delle case automobilistiche e dei loro fornitori sia più complesso, i costi complessivi di CapEx e OpEx per i produttori di veicoli risultano ridotti.
Innovazione basata sui dati nei veicoli definiti dal software
I veicoli moderni sono dotati di centinaia di sensori che generano un'enorme quantità di dati dall'interno dell'abitacolo. Inoltre, i conducenti si aspettano di ricevere una serie di dati provenienti dall'esterno dell'auto, che vanno dallo streaming audio alla navigazione, alle informazioni sul traffico in tempo reale e – in futuro – persino alle comunicazioni provenienti da altri veicoli vicini o dalle infrastrutture. La sfida per il settore, in entrambe le direzioni, consiste nel gestire l'enorme volume di dati, che può superare di gran lunga la capacità di trasmetterli tramite reti LTE e di archiviarli. Secondo McKinsey, un’auto può generare circa 25 gigabyte di dati all’ora.
Inoltre, non tutti i dati del veicolo sono ugualmente utili, come ad esempio la segnalazione ripetuta ogni 50 millisecondi di “Tutti i sistemi OK nel sistema n. 723”. È molto più utile individuare modelli di problemi che giustifichino una segnalazione dettagliata per consentire un intervento proattivo o una manutenzione preventiva. Ciò richiede soluzioni software in grado di porre domande mirate sui dati del veicolo e di affinare rapidamente tali richieste. Questa capacità di effettuare analisi dettagliate dei dati del veicolo è uno dei vantaggi esclusivi di Sonatus Collector AI.
Gli SDV sono veicoli connessi
Oltre a tutto ciò che è stato detto sui dati, la quarta caratteristica fondamentale di un veicolo definito dal software è la sua connettività. Oggi i veicoli sono sempre più connessi per fornire servizi specifici come il Wi-Fi a bordo, i servizi di streaming o le informazioni sul traffico in tempo reale. Tale integrazione rappresenta un buon punto di partenza, ma garantire una connettività continua al cloud può aprire la strada allo sviluppo di funzionalità che altrimenti non sarebbero possibili.
Il cloud rappresenta il contesto ideale per acquisire i preziosi dati sui veicoli menzionati in precedenza e offre una potente capacità di elaborazione, compresa l’intelligenza artificiale, per individuare, tramite software, modelli significativi che potrebbero indicare la presenza di problemi nascosti. I sistemi cloud sono parte integrante dei sistemi di guida assistita (ADAS) e della guida autonoma più avanzata, ma questo è solo uno dei vantaggi offerti dal cloud.
Il cloud offre inoltre una piattaforma completa per fornire servizi di intrattenimento e contenuti agli utenti, una tendenza destinata ad acquisire sempre maggiore importanza man mano che livelli più elevati di autonomia di guida consentiranno a conducenti e passeggeri di usufruire di servizi di notizie, informazioni e intrattenimento più ricchi nell’ambito della loro esperienza di guida quotidiana. Il cloud favorisce inoltre uno sviluppo e una prototipazione più rapidi del codice software. Sonatus sta collaborando con i principali fornitori di servizi cloud, quali AWS e Google Cloud, nonché con i cloud privati degli OEM, per rendere possibili molti di questi miglioramenti e aumentare il valore che la connettività può offrire rispetto ai veicoli non connessi del passato.
Allo stesso modo, il settore si sta orientando da tempo verso la prospettiva della comunicazione veicolo-infrastruttura, che offre ai veicoli la possibilità di comunicare senza soluzione di continuità con le infrastrutture fisse, come i semafori, e con altri veicoli, al fine di ottimizzare collettivamente l’utilizzo delle strade e migliorare la sicurezza.
Un veicolo connesso in grado di effettuare aggiornamenti over-the-air offre anche vantaggi inaspettati, come il miglioramento delle prestazioni del veicolo. L’utilizzo dei dati raccolti dal veicolo, combinato con l’apprendimento automatico, offre alle organizzazioni leader l’opportunità di ottimizzare nel tempo i componenti chiave per migliorare funzioni critiche che abbracciano un’ampia gamma di aspetti relativi alle prestazioni e alla sicurezza del veicolo, come il perfezionamento degli algoritmi di trazione, degli algoritmi della batteria, della manovrabilità, delle funzionalità di sicurezza ADAS e di altre caratteristiche avanzate. I veicoli SDV, se basati su stack software estensibili e su un sistema operativo integrato, hanno la capacità di apportare questi miglioramenti nel tempo.
I veicoli definiti dal software (Software Defined Vehicles) sono compatibili con l'AI
Una delle nuove opportunità più interessanti offerte dagli SDV è la solida base che essi forniscono per consentire l’implementazione dell’intelligenza artificiale e dell’apprendimento automatico nei veicoli. L’adozione dell’ AI e nel settore automobilistico è oggi in crescita, sebbene al momento sia per lo più limitata a sottosistemi specifici.
Ad esempio, i sistemi ADAS avanzati e la loro versione più evoluta, la guida autonoma, richiedono un’ampia elaborazione dei dati ( AI ) per rilevare altri veicoli, pedoni e linee di demarcazione delle corsie, nonché per effettuare una pianificazione del percorso più avanzata. Analogamente, alcuni sistemi come il monitoraggio del conducente e degli occupanti sono in grado di rilevare la stanchezza, la disattenzione e altri fattori simili, e ricorrono sempre più spesso ad algoritmi di apprendimento automatico ( AI ). Naturalmente, l’ AI a basata sul cloud esiste già da tempo e sfrutta l’enorme quantità di dati che i veicoli a guida autonoma (SDV) sono in grado di generare. Ciò consente di effettuare determinati tipi di analisi nel cloud, che si ampliano man mano che vengono raccolti e caricati nuovi dati.
Tuttavia, se consideriamo il veicolo nel suo complesso, l’ AI e è ancora agli albori. Il potenziale dell’ AI e nei veicoli va ben oltre il semplice caricamento di tutti i dati sul cloud. I chatbot assistenti di bordo sono diventati sempre più comuni, fornendo un primo livello di interazione con i conducenti basata sull’ AI. Esiste l’opportunità di andare oltre, con la possibilità di utilizzare l’ AI per una migliore manutenzione preventiva e il rilevamento dei problemi. Sonatus ha dimostrato come l’ AI possa essere utilizzato per creare un“AI Technician”in grado di aiutare i conducenti o i tecnici dell’assistenza a comprendere meglio i problemi del veicolo in modo più proattivo.
AI può offrire ancora di più, ad esempio analisi più approfondite. Oggi tutti i dati vengono inviati al cloud per l’elaborazione “ AI ”, ma col tempo sarà possibile effettuare un’elaborazione “ AI ” più estesa a livello di edge e all’interno del veicolo, consentendo una riduzione dei costi e una maggiore reattività nell’analisi basata su AI. Si tratta di un settore in rapida evoluzione che promette di diventare un’entusiasmante area di innovazione. Per saperne di più sulle opportunità e sulle sfide legate all’implementazione dell’ AI nei veicoli, leggi il nostro recente post sul blog dedicato a questo argomento.
Conclusioni per il settore automobilistico
Un veicolo definito dal software (SDV) apre la strada allo sviluppo di nuovi e interessanti casi d'uso ed esperienze, ma per ottenere questi vantaggi sono necessari cambiamenti fondamentali in termini di: flessibilità e software aggiornabile, consolidamento dell'hardware, ottimizzazione dei dati e connettività al cloud. Grazie a queste quattro caratteristiche fondamentali, gli SDV aprono la strada a nuove esperienze e a nuovi servizi a valore aggiunto che possono anche generare ricavi per gli OEM e offrire un futuro entusiasmante sia per gli OEM che per i consumatori.
Scopri di più nei podcast “ Sonatus ”
Per saperne di più, Sonatus produce un podcast video e audio intitolato “The Garage”, dedicato alle tecnologie avanzate per i veicoli e allo sviluppo dei veicoli definiti dal software (SDV). Nell’episodio intitolato“Che cos’è un veicolo definito dal software?”, Jeff Chou, CEO di Sonatus , e io discutiamo degli SDV e delle loro caratteristiche principali. Potete trovare il podcast sul nostro sito web, su YouTube, su Spotify o su Apple Podcasts. Iscrivetevi al canale YouTube diSonatus per ricevere notifiche sui prossimi episodi.