本書以智能汽車的電子電氣架構(gòu)為主線,微觀層面上,從復(fù)雜系統(tǒng)工程視角講解了智能汽車電子電氣架構(gòu)的原理、技術(shù)、設(shè)計、開發(fā)與管理;宏觀層面上,用全局性和前瞻性的視角梳理了電子電氣架構(gòu)與軟件定義汽車、新四化以及智能座艙、自動駕駛、汽車安全等新技術(shù)的關(guān)系,揭示了以電子電氣架構(gòu)變革為代表的汽車行業(yè)變遷的底層邏輯,旨在幫助車企能更快地實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)型并看清未來的發(fā)展方向。通過閱讀本書,你將:(1)全面了解汽車電子電氣系統(tǒng)的構(gòu)成與分解方法;(2)深刻理解復(fù)雜系統(tǒng)的工程方法和系統(tǒng)思維在汽車行業(yè)的應(yīng)用;(3)全面了解智能汽車電子電氣架構(gòu)的必知常識和技術(shù)基礎(chǔ);(4)深刻理解系統(tǒng)工程、 需求工程、 工程哲學(xué)的基本思想和原理及其在汽車行業(yè)的應(yīng)用; (5)掌握智能汽車汽車電子電氣架構(gòu)設(shè)計的目標(biāo)與原則;(6)掌握智能汽車電子電氣架構(gòu)開發(fā)的流程和方法;(7)學(xué)會在項(xiàng)目中平衡電子電氣系統(tǒng)中各種利益相關(guān)者的關(guān)系;(8)了解電子電氣架構(gòu)師的能力體系;(9)了解軟件定義汽車和新四化及其與電子電氣架構(gòu)的深層關(guān)系;(10)了解智能網(wǎng)聯(lián)汽車中智能座艙、自動駕駛、汽車安全等各種關(guān)鍵技術(shù)的概況;(11)洞察汽車行業(yè)的商業(yè)模式變革、產(chǎn)業(yè)格局變化和未來發(fā)展方向;(12)窺見汽車行業(yè)發(fā)展的一些基本規(guī)律。
(1)作者背景資深:廣汽集團(tuán)汽車工程研究院電子電氣架構(gòu)總師,中國汽車工程學(xué)會智能網(wǎng)聯(lián)汽車系統(tǒng)架構(gòu)分會委員,曾就職于西門子大陸汽車和吉利汽車。(2)作者經(jīng)驗(yàn)豐富:在汽車電子電氣相關(guān)領(lǐng)域從業(yè)超過20年,參與并主持過多個電子電氣架構(gòu)項(xiàng)目的設(shè)計,擁有從汽車硬件到軟件的全棧技術(shù)經(jīng)驗(yàn)。(3)集大成之作:微觀上講解了智能汽車電子電氣架構(gòu)的原理、技術(shù)、設(shè)計、開發(fā)與管理;宏觀層面上揭示了以電子電氣架構(gòu)變革為代表的汽車行業(yè)變遷的底層邏輯。(4)系統(tǒng)工程視角:用復(fù)雜系統(tǒng)的工程方法和系統(tǒng)思維來實(shí)現(xiàn)電子電氣架構(gòu),深刻闡述需求工程、 工程哲學(xué)的基本思想和原理。(5)自創(chuàng)概念與模型:作者結(jié)合自己對行業(yè)的理解與洞察,自創(chuàng)了一些概念與模型,旨在更好地揭示復(fù)雜事務(wù)背后的本質(zhì)規(guī)律。(6)行業(yè)廣泛好評:世界汽車工程師學(xué)會聯(lián)合會終身名譽(yù)主席、中國汽車工業(yè)協(xié)會總工程師以及來自華為、博世、安波福、蔚來、小鵬、極氪的近15位汽車領(lǐng)域?qū)<衣?lián)袂推薦。
前 言
為什么要寫這本書
大學(xué)畢業(yè)之后,我一直在工程領(lǐng)域從事開發(fā)工作。雖然開發(fā)過的產(chǎn)品種類繁雜,如移動通信交換機(jī)、汽車電子產(chǎn)品、整車電子電器以及電子電氣架構(gòu),但大部分工作都集中在電子產(chǎn)品的軟件開發(fā)與測試領(lǐng)域,工作崗位也在過去二十多年的時間中從工程師轉(zhuǎn)變?yōu)楣芾碚;仡櫬殬I(yè)生涯,我總結(jié)出一個規(guī)律:個人的成長在轉(zhuǎn)型期為迅速。
雖然在穩(wěn)定的工作環(huán)境中可以不斷精進(jìn)技能,但每當(dāng)換了一個環(huán)境或者嘗試一份從未做過的工作時,我好像會進(jìn)入一個新的世界。全新的環(huán)境或挑戰(zhàn)可以刺激我進(jìn)行更多的思考和學(xué)習(xí)新的知識,這是一個既痛苦又快樂的過程。我特別喜歡重陽投資合伙人舒泰峰先生在《財富是認(rèn)知的變現(xiàn)》一書中的一句話:只有認(rèn)知提升,財富才能增加。真正能讓內(nèi)心充盈的是知識與經(jīng)歷,而知識與經(jīng)歷會轉(zhuǎn)換為認(rèn)知。認(rèn)知與物質(zhì)財富的不同之處在于其具備可分享性。
回想起初入職場時我對一切都懵懵懂懂,雖然也很努力,但是由于認(rèn)知水平有限而走過不少彎路。如果當(dāng)時能有人多給我一些指引,也許現(xiàn)在的我會做得更好。彎路走多了,就想著如何能讓與我有緣的人可以少走一些彎路。
世界的發(fā)展有其自然規(guī)律,個人無法改變。然而,當(dāng)一個群體中的所有個體都能朝著一個方向前進(jìn)時,個體的力量就可以匯聚到大潮之中,成為群體力量的一部分,進(jìn)而改變世界。個人的成就建立在他人的基礎(chǔ)之上,他人的進(jìn)步又會促進(jìn)個人能力的提升。
悟出以上這個道理我花了30年的時間,那是當(dāng)我在而立之年有幸成為一個團(tuán)隊(duì)的負(fù)責(zé)人之時。一個人在不得不承擔(dān)起更大的責(zé)任時,就會反思自己存在的問題。帶領(lǐng)他人前進(jìn)的負(fù)重感既會讓人變得更加清醒和堅(jiān)強(qiáng),也會令人思考得更多,學(xué)到更多。
2019年,在一個朋友的幫助下,我創(chuàng)建了自己的微信公眾號侯哥工作感悟。目的有兩個,一個是讓自己的業(yè)余生活更加充實(shí),另一個是希望幫助更多的汽車人 汽車人指的是汽車行業(yè)從業(yè)者。。讓我感到意外的是,篇關(guān)于軟件定義汽車的文章大受歡迎,被眾多公眾號轉(zhuǎn)載。接下來的一系列相關(guān)文章也得到了廣泛的好評,讓我的知名度迅速躥升,并受邀在多個大型會議與論壇上進(jìn)行分享。從此,我開始了碼字生涯。
在這個汽車行業(yè)百年未有之大變局來臨之際,無數(shù)的汽車人處于迷茫之中。各種不斷出現(xiàn)的新名詞、新技術(shù)和新方向讓人眼花繚亂?墒牵⒎撬械男率挛锒贾档萌(jiān)持和投入。未來究竟如何,尚未可知。作為一名多年從事汽車電子相關(guān)研發(fā)工作的人員,我總覺得應(yīng)該為中國汽車行業(yè)做點(diǎn)什么。
秉著讓自己生活在一個更加美好的世界的初衷,我堅(jiān)持去幫助或影響身邊的一些人,并逐漸發(fā)現(xiàn)自己的經(jīng)驗(yàn)和觀點(diǎn)確實(shí)能夠幫助他們,讓他們少走一些彎路并成長得更快一些。于是,當(dāng)2021年楊福川編輯與我討論是否可以寫一本關(guān)于電子電氣架構(gòu)與智能網(wǎng)聯(lián)汽車方面的書時,我很快答應(yīng)了。從那天開始,我每天的空閑時間都被填滿了。原以為可以很快完成書稿寫作,然而動筆之后,我才明白寫書與寫網(wǎng)文的區(qū)別:網(wǎng)文可以自由發(fā)揮,即使有些小的瑕疵,也無傷大雅;而寫一本書一本要被印刷出來并可能被萬千讀者仔細(xì)研讀的書,就無法那么隨意了,書中的每一個詞、每一張圖、每一個觀點(diǎn)、每一個知識點(diǎn)都要仔細(xì)推敲。在這一年多的時間中,我查閱了大量的資料,閱讀了大量國內(nèi)外相關(guān)文章,力求書中每一句話都經(jīng)得起推敲,每一個數(shù)據(jù)都有權(quán)威的出處。然而,越是仔細(xì)研究電子電氣架構(gòu)這個概念,我就越覺得遺憾,對于這么一個被廣泛使用的詞匯,竟然找不到一本書可以將其含義解釋清楚!同時,關(guān)于如何開展電子電氣架構(gòu)的設(shè)計與開發(fā)、如何應(yīng)對當(dāng)前汽車行業(yè)的變革等問題,更是找不到有實(shí)用價值的專著!我所能看到的都是各種文章與其中的零散觀點(diǎn)。
基于這種情況,我把本書的寫作目的從簡單的電子電氣架構(gòu)介紹與討論智能網(wǎng)聯(lián)汽車的概念,變?yōu)槠占半娮与姎饧軜?gòu)的基本知識與探討汽車行業(yè)的轉(zhuǎn)型。電子電氣架構(gòu)的基本知識與汽車行業(yè)轉(zhuǎn)型這兩個主題看似關(guān)聯(lián)不大,卻在本質(zhì)上深刻地互相影響。
首先,無論電子電氣架構(gòu)還是汽車行業(yè)都是無比復(fù)雜的系統(tǒng),并且有著共同的特征與規(guī)律。這些共同的特征與規(guī)律可以通過系統(tǒng)工程理論進(jìn)行抽象的描述。因此,本書的討論從系統(tǒng)這個看似常見又有點(diǎn)模糊的概念開始,逐步展開。
其次,對于復(fù)雜如電子電氣架構(gòu)、汽車及汽車行業(yè)這樣的工程系統(tǒng)而言,開發(fā)與運(yùn)行有著一些共同的方法與規(guī)則。這些方法與規(guī)則雖然在系統(tǒng)工程理論中也有相應(yīng)的描述,但過于抽象。本書試圖以樸實(shí)的方式來講解這些復(fù)雜系統(tǒng)的共同點(diǎn)。不但如此,這些共同點(diǎn)還可以被推廣和應(yīng)用到更多的復(fù)雜系統(tǒng)的分析、開發(fā)與管理過程中。
后,本次汽車行業(yè)變革在技術(shù)上的主要標(biāo)志是電子電氣架構(gòu)的變革,而電子電氣架構(gòu)的變革又是由無數(shù)個技術(shù)點(diǎn)的量變積累而成的質(zhì)變。因此,本書也花了一定的篇幅來介紹各種引起電子電氣架構(gòu)變革的關(guān)鍵技術(shù),涵蓋了通信、電氣、芯片、網(wǎng)聯(lián)、座艙、智能駕駛及開發(fā)工具等方面。同時
侯旭光
智能汽車領(lǐng)域資深技術(shù)專家,現(xiàn)就職于廣汽集團(tuán)汽車工程研究院,擔(dān)任智能網(wǎng)聯(lián)中心電子電氣架構(gòu)總師;曾就職于西門子和吉利汽車,在吉利汽車從事整車電子電氣架構(gòu)開發(fā)和車身電子產(chǎn)品的開發(fā)與管理工作;中國汽車工程學(xué)會智能網(wǎng)聯(lián)汽車系統(tǒng)架構(gòu)分會委員。
富有思想和創(chuàng)造力,在汽車電子電氣相關(guān)領(lǐng)域從業(yè)超過20年,擁有從汽車軟件開發(fā)測試到硬件的設(shè)計和生產(chǎn)、從零部件開發(fā)到整車電器架構(gòu)設(shè)計、從通信行業(yè)到汽車電子行業(yè)的全面經(jīng)驗(yàn),對軟件開發(fā)、汽車電子、智能網(wǎng)聯(lián)汽車,軟件定義汽車和汽車電子產(chǎn)業(yè)等有獨(dú)到的理解。
所服務(wù)的公司均為世界500強(qiáng)企業(yè)。多次與國際一流公司合作,參與并主持過多個正向開發(fā)的電子電氣架構(gòu)設(shè)計。對整個汽車電子電氣行業(yè)始終保持著冷靜的思考,樂于分享,在國內(nèi)的汽車電子領(lǐng)域有著良好的聲望。
目 錄
贊 譽(yù)
前 言
第1章 電子電氣系統(tǒng)1
1.1 系統(tǒng)的定義2
1.2 系統(tǒng)工程4
1.3 系統(tǒng)思維7
1.4 汽車電子電氣系統(tǒng)的構(gòu)成8
1.4.1 汽車電子電氣系統(tǒng)的
定義8
1.4.2 汽車電子電氣系統(tǒng)三
視圖9
1.5 汽車電子電氣系統(tǒng)分解12
1.5.1 系統(tǒng)分解的目的和意義12
1.5.2 系統(tǒng)分解的4個步驟與
3個原則13
1.6 本章小結(jié)19
第2章 電子電氣架構(gòu)技術(shù)基礎(chǔ)20
2.1 架構(gòu)的定義20
2.1.1 架構(gòu)詞解21
2.1.2 架構(gòu)與系統(tǒng)的關(guān)系21
2.1.3 電子電氣架構(gòu)22
2.2 電子電氣架構(gòu)三視圖23
2.2.1 邏輯視圖24
2.2.2 物理視圖26
2.2.3 過程視圖27
2.2.4 3種視圖的關(guān)系29
2.3 電子電氣架構(gòu)的4個子架構(gòu)30
2.3.1 網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)31
2.3.2 電氣架構(gòu)35
2.3.3 功能架構(gòu)41
2.3.4 軟件架構(gòu)44
2.4 理解架構(gòu)設(shè)計與系統(tǒng)開發(fā)的
關(guān)系56
2.4.1 架構(gòu)設(shè)計與城市規(guī)劃57
2.4.2 系統(tǒng)開發(fā)與街區(qū)設(shè)計57
2.4.3 零部件設(shè)計與建筑設(shè)計58
2.4.4 供應(yīng)商開發(fā)與施工實(shí)現(xiàn)58
2.4.5 架構(gòu)設(shè)計的重要性58
2.4.6 架構(gòu)設(shè)計與系統(tǒng)開發(fā)的
區(qū)別59
2.5 架構(gòu)設(shè)計的意義59
2.6 本章小結(jié)60
第3章 電子電氣架構(gòu)的發(fā)展
歷程61
3.1 IPO模型61
3.2 電子電氣架構(gòu)發(fā)展的驅(qū)動
因素63
3.2.1 汽車電子的誕生63
3.2.2 ECU的誕生64
3.2.3 汽車電子電氣架構(gòu)的
誕生65
3.2.4 汽車電子的6個發(fā)展
階段65
3.3 基礎(chǔ)技術(shù)的發(fā)展66
3.3.1 芯片66
3.3.2 通信和網(wǎng)絡(luò)68
3.3.3 軟件73
3.3.4 電氣架構(gòu)的相關(guān)技術(shù)89
3.4 電子電氣架構(gòu)的演進(jìn)93
3.4.1 車身控制模塊的誕生93
3.4.2 電子電氣架構(gòu)的演進(jìn)94
3.4.3 電子電氣架構(gòu)的8條
基本發(fā)展規(guī)律101
3.5 本章小結(jié)102
第4章 系統(tǒng)開發(fā)方法與工具103
4.1 基本開發(fā)方法103
4.1.1 正向開發(fā)與逆向工程103
4.1.2 瀑布開發(fā)模型104
4.1.3 瀑布開發(fā)模型在整車
開發(fā)中的應(yīng)用107
4.2 需求工程110
4.2.1 需求的定義111
4.2.2 需求的種類112
4.2.3 需求工程的5個活動113
4.2.4 需求工程的意義和
目的120
4.3 基于模型的系統(tǒng)工程121
4.3.1 MBSE的定義122
4.3.2 MBSE模型的4個
象限123
4.3.3 MBSE的三大支柱124
4.3.4 MBSE的實(shí)施130
4.4 本章小結(jié)133
第5章 電子電氣架構(gòu)設(shè)計的
目標(biāo)與原則134
5.1 架構(gòu)設(shè)計的目標(biāo)134
5.1.1 為什么需要架構(gòu)設(shè)計135
5.1.2 理想的架構(gòu)設(shè)計136
5.2 架構(gòu)設(shè)計的原則137
5.2.1 設(shè)計原則的產(chǎn)生與
傳遞138
5.2.2 設(shè)計原則的分層138
5.2.3 架構(gòu)設(shè)計的三大原則139
5.3 本章小結(jié)143
第6章 電子電氣架構(gòu)開發(fā)方法144
6.1 定義產(chǎn)品特性145
6.1.1 用戶的需求145
6.1.2 從用戶故事開始設(shè)計147
6.1.3 特性149
6.1.4 用例151
6.1.5 卡諾模型155
6.2 功能開發(fā)157
6.3 架構(gòu)形態(tài)設(shè)計161
6.3.1 電子電氣系統(tǒng)的物理
分解162
6.3.2 架構(gòu)形態(tài)設(shè)計的5個
步驟166
6.3.3 電氣架構(gòu)與網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的
雛形167
6.4 系統(tǒng)開發(fā)170
6.4.1 子系統(tǒng)開發(fā)概覽170
6.4.2 收集需求172
6.4.3 系統(tǒng)設(shè)計173
6.4.4 評審和更新179
6.5 線束開發(fā)180
6.6 網(wǎng)絡(luò)設(shè)計181
6.7 基礎(chǔ)技術(shù)開發(fā)183
6.8 零部件開發(fā)184
6.9 驗(yàn)證和確認(rèn)185
6.9.1 測試的種類185
6.9.2 測試的基本理念186
6.10 電子電氣架構(gòu)開發(fā)方法
總結(jié)189
6.10.1 一個源頭:需求189
6.10.2 兩條主線:功能與
性能190
6.10.3 兩個工作:分解和
分配190
6.10.4 兩種思路:增量與
重構(gòu)191
6.10.5 一個問題:架構(gòu)設(shè)計
是技術(shù)還是管理193
6.11 本章小結(jié)194
第7章 電子電氣架構(gòu)管理195
7.1 電子電氣系統(tǒng)4類關(guān)系的
管理195
7.2 電子電氣系統(tǒng)的利益相關(guān)者197