Nowoczesny pojazd, czyli centrum danych na kołach

Nowoczesny pojazd, czyli centrum danych na kołach

Sterowane oprogramowaniem, autonomiczne i podłączone do sieci – tak wygląda auto przyszłości. Transformacja w kierunku pojazdu zdefiniowanego przez kierujące nim oprogramowanie dawno już się rozpoczęła. Harald Ruckriegel, główny technolog i szef działu Strategic Business Development Automotive w Red Hat, naświetla najważniejsze trendy, szanse i wyzwania, które będą miały największy i długofalowy wpływ na branżę, prowadząc do jej przemiany:

Przy projektowaniu pojazdów nie zwraca się dziś już tak bardzo uwagi na takie czynniki jak moc silnika czy wystrój wnętrza. W branży samochodowej obserwujemy obecnie lata przełomu. Dominują takie kwestie jak jazda autonomiczna, systemy łączności, napędy elektryczne i elastyczne użytkowanie – tu słowem kluczowym jest car sharing.

Tym wyzwaniom producenci typu OEM mogą stawić czoła tylko za pomocą kompleksowej digitalizacji oraz dzięki wprowadzaniu nowych koncepcji architektonicznych i technologicznych. Szczególnego znaczenia nabierają przy tym przede wszystkim takie pojęcia jak software-defined („programowalny”), Edge Computing czy Open Source.

1. Software-defined

Trendu ku pojazdom programowalnym nie da się już zatrzymać. Ale co to tak naprawdę znaczy? Oznacza to, że funkcje, które normalnie były na stałe zakodowane na przykład w firmware albo ROM, zostają przeniesione do takiej warstwy oprogramowania, która działa na standardowym sprzęcie. Oderwanie oprogramowania od sprzętu pozwala nie tylko na uniezależnienie się od tego ostatniego, ale także zwiększenie poziomu standaryzacji oraz przynosi korzyści, takie jak większa skalowalność i elastyczność, uproszczone zarządzanie, a wreszcie także mniejsze koszty. Dzięki oddzieleniu sofware’u od hardware’u możliwe jest także szybkie udostępnianie funkcji.

Niesie to znaczącą zmianę paradygmatu w sektorze motoryzacyjnym. Przecież w przeszłości pojazd był zdefiniowany przez osprzęt, na który oprogramowanie było zdane – teraz punkt ciężkości przenosi się na drugą stronę.

Konkretnym przykładem rosnącego znaczenia oprogramowania jest następująca zmiana: w pojazdach aktualnych generacji może znajdować się nawet ponad 150 urządzeń sterujących, tzw. ECU (Electronic Control Units), a wszystkie stworzone są z myślą o konkretnym zastosowaniu, dajmy na to – hamowaniu przy wykorzystaniu systemu ABS. Obecny trend w branży idzie w kierunku mniejszej liczby, ale za to efektywniejszych ECU, które mogą wykonywać dużą liczbę różnych funkcji, a jednocześnie spełniać wszystkie wymogi bezpieczeństwa. I tak na przykład zmiana pozycji siedzenia nie może mieć wpływu na sterowanie silnikiem. Rozwój tego rodzaju zintegrowanych, kompleksowych funkcjonalnie urządzeń sterujących jest napędzany głównie przez poszukiwanie rozwiązań typu software-defined.

2. Edge Computing

Pojazdy przyszłości nieuchronnie zmierzają ku temu, by stać się prawdziwymi centrami obliczeniowymi na kółkach. W końcu przecież inteligentne, usieciowione auto musi być w stanie analizować dane w czasie rzeczywistym i podejmować decyzje, zwłaszcza w zakresie jazdy autonomicznej. Oznacza to, że technologie IT muszą zostać umieszczone w miejscu ich zastosowania – to znaczy w samochodzie. Tu do gry wchodzi Edge Computing w formie Vehicle Edge. Przetwarzanie danych zostaje przy tym przeniesione ze scentralizowanych centrów obliczeniowych bezpośrednio do samochodu. Vehicle Edge oznacza więc, że w pojeździe znajduje się jednostka obliczeniowa, która pracuje albo niezależnie, albo w połączeniu ze znajdującym się w pobliżu pojazdu, na przykład na poboczu, Edge Gateway. To jedyny sposób na to, aby spełnić podstawowe wymagania w zakresie przetwarzania danych w czasie rzeczywistym, zapewnienia bezpieczeństwa i ochrony. Ponadto Vehicle Edge stanowi bazę dla pojazdu programowalnego, w którym poszczególne funkcje mogą być ściągane i uruchamiane w sposób dynamiczny.

Strategie Edge Computing i pojazdy programowalne określają zatem przyszłość branży motoryzacyjnej. Jednak nie chodzi tu bynajmniej wyłącznie o komponenty w samym pojeździe, liczy się też usieciowienie i chmura, które wspierają to, co dzieje się w aucie. Oznacza to, że wzrastające usieciowienie i digitalizacja branży wymuszają też korzystanie z hybrydowej infrastruktury sieciowej czy też infrastruktury typu multi cloud. To jedyny sposób na to, aby aplikacje były udostępniane w dynamicznie skalowalnym otoczeniu w krótkich cyklach rozwojowych. Im więcej różnych funkcji oferuje dany pojazd, tym większe są w ostatecznym rozrachunku wyzwania, zwłaszcza w odniesieniu do ciągłych aktualizacji tych funkcji i zwiększania bezpieczeństwa. Edge oznacza więc także duże wymagania integracyjne, a w istocie mamy tu do czynienia ze scenariuszem chmury hybrydowej.

3. Open Source

Co do zasady pojazdy programowalne będą wzmacniały trend ku standaryzacji oraz zwiększały popyt na szybko integrujące się komponenty oprogramowania. Na znaczeniu będą zyskiwały przede wszystkim, ogólnie ujmując, nowoczesne koncepcje architektoniczne, takie jak wizualizacja, kontenery, Linux i Open Source. Wszystkie pochodzą z obszaru offboard, jednak w coraz większym stopniu będą stawać się częściami składowymi samych pojazdów. Kluczowe znaczenie dla rozwoju będą miały przy tym platformy samochodowe z systemem operacyjnym opartym na Linuksie, na którym będą działały aplikacje i usługi. Konieczne jest przy tym zapewnienie wysokiego stopnia bezpieczeństwa. Oznacza to także, że niezbędne będą certyfikacje, np. wg normy ISO 26262, określającej bezpieczeństwo działania systemów z komponentami elektrycznymi i elektronicznymi w pojazdach mechanicznych.

Wokół Linuksa jako systemu operacyjnego w pojeździe powstaje ponadto otwarty ekosystem, który aktywnie wspiera dalsze prace rozwojowe w segmencie motoryzacyjnym. Mówimy tu o pracy producentów pojazdów, ale także dostawców usług integracyjnych, aplikacji i rozwiązań Open Source, czy wreszcie o całej społeczności Open Source.

Inicjatywy w zakresie transformacji cyfrowej pojawiają się obecnie w bardzo wielu przedsiębiorstwach, nie omijają więc także motoryzacji. A przy tym taka transformacja cyfrowa odbywa się także w samym produkcie, czyli w pojeździe. Tradycyjny samochód zmienia się w inteligentny, usieciowiony i programowalny pojazd, pełniący funkcję inteligentnego węzła i stanowiący część szerokiego ekosystemu. I wreszcie – będzie on stanowił wsparcie dla innowacyjnych koncepcji mobilności, takich jak Car-as-a-Service, Mobility-as-a-Service czy Smart City. Dla nabywcy samochodów przyszłości oznacza to, że będzie on otrzymywał pojazd zapewniający łączność, personalizację i bezpieczeństwo.