自動車用電子機器:ソフトウェアを使用するか、過去にさかのぼります

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自動車の電子機器はソフトウェアによって決定されるという事実にすべてが行きます。



さまざまな電気機械および電子部品の導入以来、自動車は過去50年間で最も複雑なシリーズ生産製品になりました。この間、電子システムはさまざまなユニットやシステムを補完(および交換)してきましたが、まだやるべきことがたくさんあります。



これはすべて、遅かれ早かれ、自動車システムがエレクトロニクス市場で製造するのが最も難しい製品になることを意味します(それらはすでに他のすべての製品と大幅に異なる可能性があります)。はい、航空機のコンポーネントは部品の点でより複雑であり、スーパーコンピューターはより複雑な電子機器を備えている可能性がありますが、それらは毎年数千万で生産されていません。



電子システムのおかげで、車ではより多くのソフトウェアが使用されます-使用量は車によって異なります。現代の自動車で使用されているコードは1億行を超えると主張する記事がたくさんあります。これらの1億に含まれるものを説明する詳細な内訳は見たことがありません。そのようなものが存在する場合、そのデータは非常に役立つ可能性があります。もちろん、ADASシステム、自動車のインターネット、ネットワーキングテクノロジー、サイバーセキュリティ、および自動運転システムがさらに発展すればするほど、自動車で使用されるソフトウェアコンポーネントも増えるでしょう。



私は、戦略的決定、ソフトウェア市場セグメント、主要技術、またはその他の重要な問題の文脈で自動車用ソフトウェアについての議論を見たことがありません。このテキストでは、これらすべての問題を検討し、自動車用ソフトウェア市場の見通しを探ります。自動車のハードウェアとソフトウェアには大きな違いがあり、自動車ソフトウェア市場の成功に影響を与えるのはこれらの違いです。



自動車用ソフトウェアは、過去20年間で長い道のりを歩んできました。 1990年代には、自動車用ソフトウェアは、駆動システムや単純なエンターテインメントデバイスに組み込まれた電子機器を制御するためにのみ使用されていました。これらのシステムの複雑さは時間の経過とともに大幅に増加しましたが、数百万行のコードを使用した組み込みシステムはごくわずかでした。自動車メーカーとそのサプライヤーは、組み込みシステムの開発を社内で処理してきました。



インフォテインメントとナビゲーションシステムがソフトウェアの複雑さを処理するために完全なオペレーティングシステムを必要とする多数の機能を獲得した1990年代に、すべてが変わりました。オペレーティングシステムは、ハイテク企業を自動車市場に押し上げました(そのような企業には、QNX、Green Hills、Wind River、Microsoftなどが含まれます)。近年、自動車業界ではオープンソースソフトウェア(Linuxなど)の重要性が大幅に高まっています。



開発-構築-マーケティング-使用コンセプト



下の画像は、車のハードウェアとソフトウェアのすべての違いを示しています。ただし、この比較の構造にはいくつかの説明が必要です。写真は、すべての製品と業界が通過する4つのフェーズを示しています。開発フェーズは、製品の作成を調査して作業するプロセスです。組み立て段階では、すべての部品のコスト、製造設備のコスト、サプライチェーンなどの製品の製造が行われます。 3番目のフェーズはマーケティングです。このフェーズには、広告、販売、流通チャネルの操作などの側面が含まれます。これは、製品を直接の顧客に提供するために必要なすべての操作です。自動車業界の第4段階である使用は非常に長いものです。



私はテキサスインスツルメンツでデザイン-ビルド-マーケティングのコンセプトを紹介され、70年代と80年代に非常に人気がありました。IHS Markitにいたとき、使用フェーズを追加しました。私は、自動車市場のさまざまなセグメント(ソフトウェア、電気自動車のバッテリー、3D印刷など)を分析するためのツールとして、レポートやプレゼンテーションでこれらのフェーズからのさまざまな洞察を使用しました。



次の図は、ハードウェアとソフトウェアに対する4つのステップのそれぞれの個々の重要性を強調しています。また、これらのコンポーネントが各段階で車両の市場での成功にどのように影響するかについてのコメントも提供します。



ハードウェアフェーズ



図の上部には、車両のハードウェアを構築する4つのフェーズのそれぞれの主要な特性があります。開発段階では、電子システムの一連の特性と特性が定義され、その重要性は今日まで高まっています。ほとんどのハードウェアコンポーネントはチップ業界の企業から提供されており、この業界は成長するだけです。自動車用電子機器で使用されるハードウェアプラットフォームのエコシステムも重要性を増しています。ハードウェア開発の第1フェーズのコストは数百万(または数千万)ドルと見積もられていますが、生産量は数十万ユニットであるため、車両1台あたりのコストは高くありません。



ビルドフェーズは、このチェーンの中で最もコストがかかります。これは、すべてのハードウェアコンポーネント(または材料の請求書)のコストによるものです。また、サプライチェーン管理のコスト、人的労力のコスト、およびその他の多くの側面を考慮する必要があります。一般に、ハードウェアのコストは車両の総コストのごく一部ですが、個々のコンポーネントのコストが減少しても、この金額は増加します。電子システムのすべてのコンポーネントの平均コストは3000ドルから8000ドルです(上限は高級車に適用されます)。



ハードウェアのマーケティングフェーズは、コンポーネントとシステムのタイプによって異なります。ほとんどの場合、このフェーズはTier 1サプライヤーによって処理され、その結果、製品は自動車用電子機器を備えた完全なシステムになります。



ハードウェアコンポーネントの特性と機能も、車両の販売に非常に大きな影響を及ぼします(そしてこの影響は拡大し続けています)。この影響は、電子システムのコンポーネントによって提供される機能から生じます。現在取り組んでいる機会(および将来出現する機会)は、ADASシステム、サイバーセキュリティハードウェア、拡張プラットフォーム、および自己駆動技術に関連しています。



自動車製品の使用段階は平均10年から15年続き、時には少し長くなります。この長い寿命には、メーカーの保証とリコールキャンペーンのコストを削減するために、機器の高い信頼性が必要です。使用段階では、特にコンポーネントが工場保証から外れた後、アフターマーケット市場に最大の機会があります。損傷した車両には新しいハードウェアコンポーネントが必要になるため、多数の事故がこれらの企業にビジネスチャンスをもたらします。



ソフトウェア開発のフェーズ



図の下部には、自動車用ソフトウェア開発の4つのフェーズの主要な特性があります。ソフトウェアはデジタル形式でのみ存在するため、その特性はハードウェアの特性とは異なります。ただし、ソフトウェアはもちろん、関連するハードウェアコンポーネントに完全に依存しています。



開発フェーズは、ソフトウェア製品を作成する上で最も長く、原則として最も費用のかかる段階です。大規模なソフトウェアプロジェクトは、長い開発時間を必要とします。これは、とりわけ、できるだけ多くのエラーを修正するための複雑なテスト手順に費やされます(これは経済的な観点から絶対に正当化されます)。主要なソフトウェアプラットフォームにバグがないことはなく、ソフトウェアの存続期間を通じて新しいバグが発見されます。サイバーセキュリティ要件により、新しいクラスのソフトウェアバグが作成されました。これは、攻撃者がさまざまな目的で悪用できる脆弱性です。自動車業界のほとんどのプログラマーはサイバーセキュリティの専門家ではないため、次のような方法でコードを作成する方法を常に知っているとは限りません。そのため、ハッカーの攻撃に対して完全に耐性があります。



自動車用ソフトウェアの組み立て段階では、エコシステムに大きな要求が出されます。新しいプログラムを作成し、結果として得られるソフトウェア製品をテストする必要性について話し合っています。自動車業界はこの分野で好調です(オープンソース開発ツールを使用しているものもあります)。



ビルドフェーズも通常は最も安価です。既存のハードウェアプラットフォームで完成したソフトウェアを起動するだけです。メーカーがロイヤルティを支払う必要に直面することもありますが、通常、これはハードウェアコンポーネントのコストのごく一部にすぎません。ビルドフェーズは、基本的に、車両の電子システムへのプログラムのロードです。また、ソフトウェアを電子システムにいつどのようにロードするかについても、ある程度の柔軟性があります。



ソフトウェアの場合のマーケティングフェーズは、使用セグメントとソフトウェア製品のタイプによって異なります。ほとんどの場合、マーケティングフェーズはTier 1サプライヤーによって処理され、車両の電子システムの一部としてソフトウェア製品を提示します。



ソフトウェアの機能は、車両の販売に大きな影響を与えます。この影響の多くは、使いやすさ、またはソフトウェアがヒューマンマシンインターフェイス(HMI)を実装する方法に基づいています。使いやすさは、車のインターネット機能、無線アップデート、機能アップデート、ADASシステム、および将来の自動運転機能など、機能のすべての領域に影響します。ソフトウェアの使いやすさのレベルが低いと、否定的なレビューにつながり、特定のモデルの可能性に悪影響を及ぼします。これらのネガティブな傾向は、今日のインフォテインメントシステムの問題であり、インフォテインメントシステムとスマートフォンの統合におけるAppleとGoogleの最近の成功の理由の1つです。



自動車製品の使用段階は10年から15年続き、一部の国ではそれより長くなります。このように長いライフサイクルで、自動車は多くのソフトウェアバグ修正を必要とします。保証サービスとリコールキャンペーンを節約するには、無線によるアップグレード可能性に起因するバグ修正コストの削減が必要です。



使用段階は、ソフトウェア市場が大幅に発展する可能性があり、SaaS(サービスとしてのソフトウェア)およびクラウドソフトウェアセグメントの成長に大きな見通しがある段階です。SaaSベースのサイバーセキュリティは非常に有望な機会です。無線によるバグ修正と機能更新は、製品使用フェーズのコア機能としてすでに見られています。SaaSベースのインフォテインメントの市場が活況を呈していることは注目に値します。また、新しいハードウェアシステムでは新しいソフトウェアをインストールする必要があるため、事故の発生により新しい機会が発生する可能性があります。



結論



ソフトウェア開発の4つの段階は、開発段階が最も費用がかかることを示しています。この概念は、ソリューションがソフトウェアプラットフォームを使用して開発コストを削減し、大規模なソフトウェア製品のエラーを削減することであることを示唆しています。自動車業界はソフトウェアプラットフォーム戦略の実装を開始しており、ハイテク市場はそれを支援していますが、これだけでは十分ではありません。



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