由于软件正在加速汽车行业的创新，汽车研发部门必须快速掌握软件开发的复杂功能。
作者：昂德雷·伯卡基、约翰内斯·戴希曼、斯特凡·弗兰克、多米尼克·赫普、安德烈·罗查
软件正在迅速重塑汽车行业。近年来，自动驾驶、连接、电气化和共享（ACES）这四波行业颠覆都轻描淡写地依赖于先进的软件。这些领域将来将出现更多的干扰。全行业的原始设备制造商、供应商和初创企业都希望他们能够放宽这个新的软件驱动价值链上的关键控制点。
软件：关键的行业拐点
随着行业格局的变化，缺乏软件能力的汽车制造商将面临重大风险手游软件源码开发是什么，包括批量生产（SOP）延迟和预算超支。如果他们能够以更快的速度将更新的产品推向市场，他们甚至可能落后于竞争对手和新进入者。更糟糕的是，软件问题可能导致大规模召回，或者使汽车公司无法抵御黑客攻击造成的客户安全风险。我们的研究表明，软件能力强的公司和能力
较弱的公司之间的差异是显而易见的，能力最强的公司报告的产值和质量比垫底的公司高三到六倍[1]。这种开发效率的差异比具有不同能力的硬件制造商之间的差异要小得多。许多车企已经认识到强大的软件开发能力的优势，正在采取大胆的措施来提高性能。一些汽车制造商计划在未来几年提高其软件能力，并将紧急雇用数千名软件工程师;其他人将重新定义治理模式，建立合作伙伴关系，并在全球范围内推广卓越的软件开发中心。
但是，我们认为这种举措还不够，因为只有当汽车公司更新其软件开发的基本运营模式时，才能实现真正的改革。根据我们的研究，在这些汽车领导者中，只有 40% 认为软件是颠覆的主要驱动力，他们认为他们已经计划了必要的运营转型[2]。事实上，一些领先的汽车公司在软件工程实践方面取得了长足的进步，但大多数汽车公司仍然远远落后于最好的。目前，车企的问题集中在几个领域：敏捷实践、持续集成、自动化测试。软件开发
变革的风险如此之大，以至于汽车公司必须重新思考一整套软件开发方法，包括基本的运营模式。本文分享了与汽车公司、供应商和生态系统中其他合作伙伴密切合作的关键想法和见解。这种洞察力也建立在两个基础上：对技术专家的广泛采访和使用埃森哲SottCoster专有数据库的大规模基准测试。
用数字说话：软件的重要性是如何在后来出现的
一些趋势凸显了车辆软件日益增长的重要性。第一个趋势与软件和电气/电子市场的快速扩张有关，预计从2020年到2030年将以12%的复合年增长率增长 - 比平均汽车销量的预期增长高出三倍以上。几个领域的降幅最大，包括软件功能（11%的复合年增长率）和集成测试（12%的复合年增长率）[3]。
复杂性正在降低，但开发效率正在适度提高
车辆软件的复杂性在功能和架构层面都在下降，而开发工作的效率却跟不上。我们的研究表明，在过去六年中，软件复杂性降低了四倍，而软件开发效率仅提高了 1 到 1.5 倍（图 1）。这个问题在信息娱乐系统和中级驾驶辅助系统（ADAS）等日益复杂的小型模块中最为严重。与传统的深度嵌入式软件相比，开发此类模块的效率约为25%至35%。
这种不断扩大的分歧可能会影响汽车公司未来的成功。汽车制造商需要投入更多资源来开发和维护软件的整个生命周期，这可能会削弱他们创新和应对竞争对手的能力。在采访中，一位企业领导者注意到，如果复杂性继续下降，效率停滞不前，仅靠软件维护将迅速耗尽所有软件开发资源，并且没有创新空间。最终，复杂性和效率之间的差异将削弱成本竞争力，并导致严重的财务和商誉问题。很明显，就软件开发实力而言，排名前25%的公司的效率是底层公司的3倍，生产力是底层
公司的3.5倍，质量是底层公司的6倍（图2）。因此，它们的上市时间更短，软件功能中每个步骤的开发成本更低。
在硬件方面，最强和最弱的公司之间的业绩差异相对不那么显着，因此在这一领域追求差异化的机会较少。
增加复杂性，同时提高效率
为了在这个瞬息万变的环境中取得成功，组织应该通过减少开发和维护软件所需的工作量来最大限度地提高复杂性。此策略涉及跨平台和生命周期阶段限制功能和特性的版本数量，而公司必须增加制造工件的重用。在开发效率方面，企业应尽量将软件开发速度与数字原生企业相匹配，以提高开发效率。由于软件创新的整体水平不会增长，公司还必须增加软件开发和维护的产出，以提供在市场上取得成功所需的产品和服务。
复杂性和效率的提高需要一种新的软件运营模式，该模式侧重于四个维度：
第一个维度（开发哪个软件）侧重于通过模块化和前馈硬件/软件架构、以用户为中心的设计和需求管理来降低开发复杂性。其他三个维度侧重于通过提供正确的结构、流程和基础架构来提高软件开发的效率。我们确定了四个维度的 11 个最佳实践，可帮助汽车制造商成功应对软件挑战（图 3）。理想情况下，企业将同时处理所有维度。
开发什么软件：架构、设计和需求
在新运营模式中，公司必须将与软件相关的开发目标和商机转化为产品、功能和模块级别的可行架构、产品和产品组合要求。通过这个过程，公司可以详细了解可以为他们创造价值的软件类型。此过程还将推动组织增加体系结构复杂性，应用以用户为中心的设计过程，并改进软件需求的管理。
增加架构的复杂性
根据我们的研究，如果车辆软件不够模块化，会增加设计的复杂性和项目的整体难度。此外，车辆软件的框架制造组件边界通常是次优的，这可能会产生更多的相互依赖性，并使开发人员在添加新功能时必须更改的制造组件数量成倍增加。这种依赖性还可能导致后果：当检测到缺陷时，需要更长的时间和更高水平的专业知识来跟踪特定软件模块和开发团队中的错误。
为了解决这个问题，OEM必须大幅提高标准化和模块化，以实现跨平台的软件可扩展性，并保持可管理的软件复杂性水平。车企还必须关注两项任务，一是促进软硬件之间的前馈，二是面向应用服务的设计。
前馈架构。汽车公司可以引入一个强大的中间件层，该中间件层抽象化硬件功能，并通过较低级别使用的标准化应用程序套接字 （API） 将它们公开给软件功能（图 4）。这些软件架构可以利用平台之间的共性来增加设计复杂性，那么为什么要一遍又一遍地开发相同的软件。
除了前馈，车企还应该创建一系列标准化的操作系统，支持预制部件的协调，确保互操作性。许多公司已经宣布他们正在开发这样的操作系统，但还没有统一的方式。
但是，企业尚未明确这种系统的具体发展重点和功能。
通过遵守明确的架构原则和准则，组织可以有效地应对增加的系统和软件复杂性。硬件/软件前馈允许多个实体参与模块化开发。相反，由于代码的通用性增加，模块化软件重构技术可以减少代码重复并减少所需的代码总数。许多公司已经开始引入软件产品线工程（PLE），以减少处理产品变更时的重用。这种方法允许一个软件为多个产品、产品变体和产品系列提供服务，以及与不同硬件版本的兼容性。软件PLE大大增加了开发和测试工作的难度，这两者都只需要完成一次。
换句话说，使硬件能够从软件前馈，使硬件进一步“自主”，提供标准的估计、存储、输入/输出和电源功能，而软件定义最终用户功能。对于需要标准性能的应用程序，不同的软件功能可以通过虚拟化和容器化在同一硬件上运行，并在必要时动态分发到其他硬件（例如，在硬件故障的情况下）。对于具有实时性能要求的应用，例如ADAS，特定于硬件的软件开发对于实现最佳效率仍然至关重要。
面向服务的体系结构。体系结构应遵循服务的定义，而服务又应编纂业务或用户需求。面向服务的体系结构设计允许公司标准化部门和业务单位之间的核心元素和套接字。企业还应为单个硬件和软件元素应用标准化设计，以便可以为其他支持设备和功能大规模配置资源，例如估算和存储，而不会影响性能。面向服务的体系结构对于 OEM 尤为重要。实现从汽车到云端的快速连接，不仅将增加各车型车企的常年价值，还将加速车企能力的快速更新升级。
应用以用户为中心的设计技术各
行各业的公司如果专注于开发强大的以用户为中心的设计，以创造最佳的用户体验 （UX），将获得更高的财务利润[4]。随着ACES概念车的不断普及和软件定义汽车的普及，这一特性对整车厂的整体竞争力将变得越来越重要。即使是顶级公司也需要改进，因为汽车行业在设计精心设计的软件用户体验和提供最佳客户价值方面一直落后于其他行业。
根据最佳实践设计原则，OEM 应与最终用户合作，在交付之前和之后迭代新软件。汽车制造商还应采用新的交付模式，允许每周或每月更新或添加软件，以实现持续优化。这种工作周期比通常需要数年时间的传统软件开发工作短得多。新的交付模式还有助于为 OEM 提供与客户的持续直接联系，从而使 OEM 能够获得持续的反馈，帮助他们优化软件需求并提供积极的用户体验。当 OEM 依赖硬件进行升级时，这种交互是不可能的，因为在通过经销商网络进行的一次性销售或市场检查期间，联系只发生一次。为了实现此目标状态，OEM 需要实现必要的先决条件，例如支持软件和电子基础设施，以及支持云更新的工具链。
想要成为用户体验领导者的 OEM 必须充分利用他们的数据。随着车载软件和传感器数量的增加，原始设备制造商现在可以访问大量数据，以了解客户如何使用他们的车辆。OEM 可以挖掘此数据，以识别对客户最重要的功能，以及超出规格或根本不使用的功能。此见解将为配置和未来模型要求的清晰度提供信息。
最终手游软件源码开发是什么，新的交付模式将对开发效率产生积极影响。鉴于软件的频繁更改、调整和修改，汽车公司不需要从项目开始就确定非常详细的要求。由于定义需求所花费的时间减少了，因此上市时间也将缩短。
调整软件需求管理
从历史上看，汽车行业一直是管理集成价值链需求的领导者。此外，原始设备制造商主要关注硬件要求，其现有流程并未最佳地适应软件。随着车载软件成为重要的差异化因素，原始设备制造商必须采用新的方法来管理需求。管理需求变化尤为重要，因为我们的研究表明，长期以来，对车辆软件的需求过于细化，无法减慢开发过程。
根据最佳实践，OEM 应根据客户价值减少需求。第一级应主要包含面向客户的需求（通常称为用例）。另一个级别主要包括技术或实现要求（通常称为启用程序），例如功能所需的内存。这种方法可确保OEM专注于价值创造，并在软件开发过程中设定合理的优先级。当汽车公司在多个层面上定义他们的需求时，以下内容可以提供帮助。
将需求与战略和客户价值联系起来。成功的软件开发需要根据客户反馈不断调整和纠正需求。公司应根据其业务战略和目标尽早定义软件需求，但他们也应定期根据客户反馈和开发计划进行调整。
确保端到端可追溯性。通过密切跟踪整个价值链的需求，汽车制造商可以防止浪费工作并推动开发过程。汽车制造商只有在其开发流程和工具链能够实现从定义到初始检查的严格可追溯性时才能做到这一点。这种清晰度有助于汽车制造商了解需求（客户视图）、所需功能（开发人员视图）和可交付成果（测试人员视图）。
汽车公司必须分四个步骤实现端到端跟踪，要么使用几个高度集成的工具，要么使用四个带有相应套接字的专用工具。这些步骤是：
通过将需求与工具联系起来，用户还可以在项目的每个阶段有效地实施变更，从而满足端到端可追溯性的监管要求（例如，ASPICE 或 UNECE[5]）。通过这种方式，我们可以快速弄清楚哪些变化影响了哪些工作结果。在根据敏捷流程开发软件时，这种需求变化是正常和可取的（例如，基于客户反馈），公司应该通过各种流程和工具来支持他们。在传统的瀑布式软件开发过程中，这种变化很少见，但通常是不可预见的。
防止过度精细化并创建明确的需求类别。公司可以构建最佳实践，指定和分类软件需求，并开发简化的测试实践。一个好的需求声明应该是清晰明确的，并允许测试独立于其他要求。与投资组合管理一样，公司应区分不同类型的需求。常见需求类别包括法律法规、安全性、战略以及必要的改进、客户价值和成本支持等激励措施。公司还必须确保需求的相互依存关系是透明的。许多公司已经将此规则纳入其软件开发流程和培训课程，以优化处理和审查需求的过程。
确定优先级并进行持续调整。公司应根据特定的业务案例和战略目标，以及在整个开发过程中（例如在测试期间）获得的客户反馈和经验，评估软件需求并确定其优先级。公司应定期重新评估其需求，并将其维持在透明的积压工作中。
许多公司聘请具有知识的产品所有者来制定产品功能决策，建立跨职能团队，并确保职能部门在需求方面保持一致。基于最佳实践，产品负责人还负责遵守最佳实践并维护需求和用例的积压工作。
本文摘自埃森哲未来旅游研究中心的报告《代码时代为王：汽车公司如何抓住卓越的软件开发》。
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