Nutzung digitaler Tools zur Unterstützung schnellerer Iterationen bei der Entwicklung softwaredefinierter Fahrzeuge

Die Entwicklung moderner Fahrzeuge ist gleichermaßen aufregend innovativ und überwältigend komplex. Die Automobilhersteller von heute nähern sich dem autonomen Fahren, bahnbrechenden Sicherheitsfunktionen und einem nachhaltigeren Stromverbrauch, da softwaredefinierte Fahrzeuge (SDVs) neue Funktionen ermöglichen.

Erschließung von softwaredefinierter Fahrzeugentwicklung durch IDE

Der konstruktive Arbeitseinsatz zur Verwirklichung dieser Funktionen ist erheblich. Zu berücksichtigen sind eine exponentiell wachsende Anzahl von Sensoren, riesige Mengen an Netzwerkverkehr an Bord, eine steigende Anzahl von kundenspezifischen integrierten Schaltkreisen (ICs) und elektronischen Steuergeräten (ECUs) sowie Softwarecode im Umfang mehrerer Gigabytes.

Dieser letzte Aspekt moderner Fahrzeuge, die Software, wächst schnell. Es ist zu einem Schlüsselfaktor für so viele Funktionen geworden, dass ein neuer Begriff verwendet wird, um den Trend zu beschreiben: softwaredefinierte Fahrzeuge. Da Erstausrüster (OEMs) auf die Entwicklung softwaredefinierter Fahrzeuge umsteigen, stellt sich eine entscheidende Frage: Wie können Entwicklungsteams diese komplexen neuen Funktionen in einem schnellen Iterationszyklus implementieren?

Im Ingenieurwesen geht es im Grunde genommen um Entdeckungen und Experimente. Entwicklungsteams verwenden Konstruktions modelle, um sie zu besseren Entscheidungen zu führen. Maschinenbauingenieure verwenden mechanische CAD- (Computer Aided Design) und Simulationswerkzeuge. Board-Systemingenieure verwenden EDA- (Electronic Design Automation) und Simulationswerkzeuge.

Softwareentwickler verlassen sich auf integrierte Entwicklungsumgebungen (IDE) und Emulatoren. Konstrukteure, die all die verschiedenen Systeme zusammenbringen wollen, um die richtige Mischung aus Hardware und Software zu iterieren und zu erforschen, um die Anforderungen zu erfüllen, verwenden jedoch oft ältere, veraltete Methoden und Tools, die es schwierig machen, die Wechselwirkungen zwischen diesen verschiedenen Bereichen zu bewerten.

Digitale Zwillinge für softwaredefinierte Fahrzeuge

Traditionell haben sich die Konstrukteure, die für die Integration verschiedener Domänensysteme verantwortlich sind, stark auf physisches Prototyping und Tests verlassen. Leider ist dieser Ansatz nicht nur unglaublich zeitaufwändig, sondern auch ziemlich teuer.

Wenn Entwicklungsteams diesen Weg einschlagen, erfolgt die Verifizierung und Validierung sehr spät im Konstruktionsprozess. Dies erschwert es, beim Engineering, potenzielle Probleme zu identifizieren oder größere Konstruktionsänderung vorzunehmen, die zur Optimierung der Konstruktion beitragen könnten. Dieser Ansatz führt zu längeren Entwicklungszeiten und ist oft mit erheblichen Konstruktionsüberarbeitungen verbunden.

Konstrukteure können auch Schwierigkeiten haben, Daten für die Analyse zu sammeln, was ihre Fähigkeit zur Iteration und Innovation einschränken kann. Dies kann dazu führen, dass die Anforderungen nur teilweise erfüllt werden oder dass es für Unternehmen schwieriger wird, auf dem Markt zu bestehen.

Um diese Herausforderungen zu meistern, können Konstrukteure eine Vielzahl digitaler Technologien und Modellierungstechniken einsetzen, um ihre Fähigkeit zum Entwerfen, Testen und Iterieren verschiedener Funktionen zu beschleunigen. Durch den Einsatz moderner CAD-, CAM- und Simulationstools müssen Engineering-Teams nicht auf physische Tests warten, um Erkenntnisse zu gewinnen.

Sie können den Design-Space schnell und effizient erkunden. Darüber hinaus unterstützen modellbasierte Systementwicklungslösungen (MBSE) umfangreiche Experimente, sodass Konstrukteure ein gründliches Verständnis dafür erlangen können, wie sich unterschiedliche Funktionen oder Konstruktionsänderung auf die einzelnen Fahrzeuganforderungen auswirken können.

Testen virtueller Umgebungen für softwaredefinierte Fahrzeuge

Sie können untersuchen, wie verschiedene Softwaresysteme und die Funktionen, die sie unterstützen, in verschiedenen Szenarien funktionieren.
Die Möglichkeit, eine größere Anzahl von Konstruktionsiterationen mit schnellen Durchlaufzeiten und besserer Datenanalyse durchzuführen, bedeutet, dass Konstrukteure die Machbarkeit jedes Merkmals leicht überprüfen und verstehen können, wie es im größeren Ganzen des Produkts funktioniert. Das beschleunigt den Entwicklungsprozess und verkürzt die Zeit bis Marktreife neuer Automobile.

Automobilhersteller können auch durch den Einsatz von Simulationstools erhebliche Kosteneinsparungen im Produktentwicklungszyklus erzielen. Sie müssen nicht mehr auf physische Prototypen warten. Sie können verschiedene Funktionen in einer Vielzahl von realen Szenarien virtuell testen – und erhalten sofortiges Feedback zu den Auswirkungen verschiedener Designentscheidungen. Sie können diese Daten dann in den Konstruktionsprozess zurückführen.

Dies ist besonders hilfreich, da Konstrukteure versuchen, Software- und Hardwarefunktionen zu optimieren. Sie können die MBSE-Modelle und -Simulationen verwenden, um die Implementierung verschiedener Funktionen zu untersuchen und zu verstehen, wie sich unterschiedliche Konstruktionsänderungen auf die verschiedenen Hardware- und Softwarekomponenten sowie auf das Gesamtprodukt auswirken.

Simulation für Ressourcenoptimierung bei der Fahrzeugentwicklung

Angesichts der zunehmenden Verbreitung von Over-the-Air-Updates können Konstrukteure sicher sein, dass alle softwaregesteuerten Funktionen sowohl funktionsfähig als auch sicher sind, selbst wenn kein physischer Test durchgeführt wird. Wenn Automobilhersteller MBSE und Simulation einsetzen, verschaffen sie sich einen starken Wettbewerbsvorteil.

Sie können erhebliche Ressourcen einsparen, die mit physischem Prototyping und Tests verbunden sind, einschließlich Materialkosten und Prüfgeräten. Entwicklungsteams können in einer virtuellen Umgebung arbeiten und ihre Fähigkeiten erweitern, um mutigere neue Funktionen zu entwerfen und zu entwickeln, um Innovationen voranzutreiben – und die Anforderungen der Verbraucher zu erfüllen.

Darüber hinaus unterstützen digitale Modelle und Simulationswerkzeuge eine detailliertere Dokumentation, die dann für verschiedene Stakeholder während des gesamten Entwicklungsprozesses leicht zugänglich ist. Dies verbessert die Zusammenarbeit und Rückverfolgbarkeit zwischen den verschiedenen domänenspezifischen Engineering-Teams.

Beschleunigen Sie die Implementierung von softwaredefinierten Fahrzeugfunktionen

Da Automobilhersteller im Rahmen des Übergangs zu
softwaredefinierten Fahrzeugen die Implementierung von Funktionen beschleunigen möchten, sollten sie die Einführung digitaler Modellierung und Simulation zur Unterstützung des Produktentwicklungsprozesses in Betracht ziehen. Dann sind sie besser in der Lage, die erhöhte Anzahl von
Sensoren, den integrierten Netzwerkverkehr, Zeilen von Software-Code und mehr zu verwalten.

Sie können schneller experimentieren, iterieren und innovativ sein, um moderne Sicherheitsfunktionen, einen nachhaltigeren Stromverbrauch und die neuesten verbrauchergesteuerten Automobilfunktionen zu unterstützen. Durch die Nutzung dieses schnelleren Konstruktionsiterationszyklus können sie die Art von modernen Fahrzeugen entwerfen, die sich die Verbraucher wünschen – und gleichzeitig
alle Anforderungen an Konstruktion, Nachhaltigkeit und Sicherheit erfüllen.