长安SDA架构,背后什么逻辑?

2024-02-27 14:04:21

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现在,要把车企研发的东西讲清楚,确实难度越来越高。新的技术层出不穷,迭代更新太快。认知方面,实际上也发生了颠覆性的变化。

作为传统车企的长安汽车,对汽车的理解也早已“从传统的交通工具向可进化的‘新物种’转变”,“新汽车新生态”的定义下,除了基础功能和长相,本质上已经完全不是车了。

从这个逻辑上看,未来汽车的核心竞争力,整个生产关系的变化等方方面面都在改变。

从底层要素来看,长安目前把技术分成七大类,叫“芯器核图云网天”,芯是芯片,器是控制器,核是核心操作系统和关键算法,图就是地图,网是网联系统,天就是天地空一体化的网。

长安汽车副总裁张晓宇表示,长安目前正在做的,就是围绕全链接、全计算的底层逻辑和这七个要素,围绕“以数生智”的逻辑,形成长安整体智能化技术的底层逻辑。

底层逻辑之上,是这次的SDA平台架构和首款车型CD701的亮相。本文的目的,就是在跟长安的技术高管团队做了深入交流后,尝试解析一下长安的整体技术架构。

SDA平台的架构逻辑

最直接的问题当然是,SDA平台是基于什么样的背景推出的?我们知道,SDA平台架构拥有“硬件可插拔、场景可编排、生态可随需、系统自进化”等四大特点。这又是怎么实现的?

曾在美国ICT工作12年、华为工作7年的长安汽车首席软件架构师、长安科技首席技术官CTO、SDA-S高级项目总监韩三楚表示,“新汽车”不一样的地方,是从移动机械转为“新汽车”,转为移动智能机器人。这个在我听来,跟百度的“汽车机器人”的提法很相近。

“在华为的时候我就在想,未来新汽车的产品形态是什么,用户场景是什么,用户商业模式是什么,背后技术架构是什么,核心力是什么,今后跟用户的交互又是什么,我一直在搞这些方面的研究。”

所以,韩三楚到长安后做了三件事:一是把以前的想法结合市场调研,结合长安具体情况,构建了SDA这样一个技术架构。接下来是2021年6月1日成立了一个敏捷组织,当时叫SDA-S项目组。SDA是SuperDNA的意思。

架构首先要解决的是,产品问题是什么,核心模块是什么,模块之间的关系是什么,结果是什么,每个模块里面的数据结构、算法都有什么,就是使整个架构具象化。

第三件事是,在中国汽车行业里面第一个做到真正意义上的区域控制+中央计算的架构,并且从2021年6月1日开始,两年半把这个架构落地。而且,“这是行业里构建的真正意义上的服务化的架构。”

韩三楚打了个比方,区域控制我们可以理解为车身控制、整车控制、动力底盘、热管理、能量管理等一系列的东西,可以认为是“小脑”,控制四肢运动、能量管理等。中央计算机是“大脑”,左边叫智商,负责自动驾驶的算法、大数据,右边叫情商,体验驱动的EDC,负责更智能交互的能力。

还有一个很重要的点,长安预测今后的汽车产品不仅是交通工具,车这个基础设施是一,在车的基础上会增加其他空间的功能,以及智能化,真正成为可变、多功能,能对用户的场景和服务进行智能编排,这就是“场景可编排”的功能。CD701做了初步的尝试。

加上“硬件可插拔”,长安汽车的目标是,把汽车看作具有平台特征的“新汽车”,今后要构建类似苹果的iOS系统,来搭载智能车,成为真正服务化的平台,“SDA你可以认为就是车里面最核心的操作系统,生态构建的各种应用搭载在车上,我们是这样的理念在打造这样的车。”

目前,长安在发力“智体”,希望把动力和底盘的能力真正做集成,做优化开放,以及更高的响应控制。“这是SDA架构下一步要重点打造的,就像现在业内说的分布式驱动、制动、转向等。”

不过,分布式驱动、制动、转向是非常核心的技术,对协同控制层和执行器控制要求比较高。包括调头、驾驶的舒适性、安全性、经济性,协同控制怎么合作,执行器怎么控制、去分配,最后都考验分布式控制电机的控制技术、材料技术、工艺技术,车的尺寸跟整车的布置。

实际上,这就是线控的难度所在。只有把动力和底盘线控化结合起来,才能实现灵活控制,根据不同的场景可以实现远超目前汽车能力的各种能力。也就是,整个XYZ的控制一并叠加。比亚迪的云辇技术,就是这个方向探索的初步结果。

当然,我比较关心,SDA平台的EEA架构,跟博世提出的EEA结构进化六个阶段有何异同呢?

张晓宇表示,博世是从控制的视角,长安是计算的视角。未来,计算就是AI+万物互联IOT,底层技术就是全计算、全链接。同样,这也是两个维度的思考方式。当然,机械层面和车的传统能力比如轻量化、低风阻是基础,但是最能做出差异化的,以及体现出车与车不同的,根本就是EEA。

就像人的肉身一样,每个人在社会上表现出的能力是不同的。“未来我们把车当做可进化的智能机器人也没有错,硬件可以是接近或者一样的,但它是未来算法、算力、数据的综合体验,以及你跟外部连接的能力。万物互联,人是社会的动物,车也是车世界里的动物,它也要去社交。”

智驾会走视觉感知路线

对于智能驾驶,韩三楚认为现在还是小学生水平,“不能指望小学生做成人的事,现在业界就是这样的水平,更多的是要构建更好的是仿真性,一个基础,让算法、架构、数据场景不断快速迭代,这是最核心的。”

毕竟,现在谁来取代人都是不可能的,“我们更多的是要把这几个很核心的架构、核心能力、安全做得更扎实一些。智能驾驶领域,我们认为是长期的过程,所以安全、能力、自进化,这是我们打造整车智能化里非常核心的观点。我们没有叫的很凶,但我们一步一步走的特别扎实。”

而作为“数智新汽车”,智能驾驶层面,SDA架构包括了智能驾驶算法、体验空间、整车控制等。

韩三楚还强调一点,“以前我们做智能驾驶的时候更多是一种集成模式,在SDA里面,我们第一次做全新架构,从感知开始做起,并不一定要高精地图,不管是高精地图还是其他手段的感知,只要提供你所需要的信息,是这样的理念打造的。”

所以,长安自动驾驶解决方案长远来讲,会走视觉感知的路线,逐步在经网络里面从2D、3D过渡到4D。“我们吸取了很多经验教训,架构算法上迭代的速度可能更快一些。我们目标就是明年量产车达到国内一流阵营。”

而从活动当天我试驾深蓝S7(参数丨图片)i的智能辅助驾驶功能来说,目前的NID3.0智能驾驶系统必须通过高精地图导航实现跟车行驶,上下匝道等功能,目前仅限高速公路和城市快速路,可以做到基于导航路径的智能换道,超车智能合入主路,智能进出,高速互通匝道,智能限速等。

“超车非常果断,特别像老司机!”这是另外一位老师的体悟。而我在试驾过程中,发现NID对于设置路障的三角牌还识别不了,这也源于算力的原因。跟车的长安工程师也表示,下一代的算力更高后,会很好地解决这个问题。

而在与SDA-S平台集成高级项目经理谢乐成的访谈中,我得知,长安目前智驾的研发重心“不纠结无人驾驶,更多的在于本身的能力成长上。”

他表示,从现状来看,其实大众对自动驾驶还很缺乏信任感。比如,现在有很多车型配了IACC,但是很多用户不敢用,得一种信任感在里面才行。而信任感的背后是技术水平。

谢乐成判断,目前,AI在视觉感知里面有一些比较大的突破,也正是AI的技术突破,带动了自动驾驶往上走。视觉路线如果用传统方法很难搞定,但是由于AI的泛化性,能推动智驾更快地往上走了。

但是视觉路线其实反过来看,为什么大家都叫辅助驾驶?现在长安内部探讨的一个话题是,AI的测试如何去进行?AI永远有“长尾效应”,并且在另外的维度还有黑盒子、黑箱,以及盲区。

这说明,AI肯定还是有它的算法的一些局限性和漏洞。但是,AI又跟传统的技术手段不一样,传统技术手段能测试,但基于AI的技术怎么测试?这是问题所在。现在(业内)这个体系也没有很完整的构建。

所以基于这一点,长安的重心还是要做好自己的能力提升。谢乐成表示,智驾肯定会是SDA平台的主功能,城区NID也正在研发,属于第五层。包括,在第四层的智驾的操作系统,以及第三层的通信层。

除了智驾,还有最新的EEA架构(电子电气架构),也就是“中央+环网”,其本质就是冗余机制,如果这条路有问题就走另一条路,可以保障安全。而从这次来看,长安在这部分还在探索中。

张晓宇表示,“目前没有人说‘新汽车’已经有共识了,所以我们在不断进行探索,把新汽车的内涵以及它能实现的东西持续迭代开发,汇集到这个项目组里来。”

整个SDA是以围绕新汽车交互为目标进行的底层架构,架构设计的目标是通过实现软硬解耦、软软解耦来实现效率的把控和质量的保证,最终达到实现汽车是可自进化的智能体,或者智能机器人的目的。

这里面,最核心的就是EEA架构。“因为EEA架构是软硬结合的一个核心载体,它在控制层面是把算力、算法、数据往上面跑的一个硬件,软件层面又是把数据、算力、算法融合在一起。”

这种控制策略是未来主机厂协同整个产业链最核心的抓手。“整个电子电气架构,它是你怎么去定义灵魂的基础,我们说肉体是灵魂最核心的载体,所以这部分的核心架构,是在长安科技这里,其他都是围绕新汽车事业部里把它作为产品具象来呈现。”

“新能源汽车只是序章,数智汽车才是真正的未来。”长安汽车内部是以这个为导向,通过智体、智脑形成智服。而且,长安认为真正要做到的目标就是“懂你的智慧化身”,感性地说是“有温度,不烫手”,不过分关怀。

软软解耦

SDA平台提到了软软解耦也就是软软分离的概念,而这个“软软解耦”的概念,就像当初的“软硬件解耦”一样,可谓是未来的方向。所以,我很好奇为什么要做软软解耦?怎么做?以及有什么好处?

韩三楚表示,“软硬解耦”比较好理解,软软为什么要分离?实际上,现在有整车控制、智能驾驶,还有所谓的智能座舱,今后的发展趋势是朝单芯片、单SoC发展。而要向单SoC发展,会发现软件架构在这些领域里面会有一定融合。

SDA平台的上面三个领域都有应用层,应用层下面很重要的是跨平台的中间件层,然后是操作系统,不同操作系统还有安全域的隔离方式。

所以,“软软分离”更多是让一些中间件层的软件可以跨域。防止自动驾驶做一套东西,座舱做一套东西,整车控制又做一套东西。软件不在于写多少行代码,而在于这些代码能否应用,软件维护的成本非常高,现在整车软件动辄几亿行代码,所以,要求软件质量更高。

软软分离带来的一个新变化是,长安的新的软件供应商正在增多。SDA-S平台开发项目副总监蔡春茂告诉我,因为软件也会形成黑盒子,所以,“软件的未来的总称叫数字零部件。”

根据发展情况,会形成很多“数字零部件”供应商,包括新的一些内容服务商,游戏的供应商,以及合作伙伴,音源音频的服务商也越来越多,新冒出来的数字类的供应商可能会增加得非常多,因为场景会越来越多,越来越复杂。

而软软解耦这一块,还有一个维度是怎么降低软件的BUG。

谢乐成表示,关于降低BUG这部分,在做“新汽车”以后,从体系维度,体会最深的一个词叫“大规模软件开发能力”。

以前,他也带队开发过CD569当时的娱乐系统,当时是带整个规模两三百人的团队。而这两年的成长,却不可同日而语。在“大规模软件开发的能力”下,现在的开发是有节奏、有体系性地开展。

只有形成体系,推出的产品成功的概率才会高。而长安形成的这个体系,知道什么时候该干什么,有很明确的指导,做出来的产品成功概率就高很多。“原来我们的感觉是,我们的软件是被撤进项目组,他拉着走的。而现在的软件我是比项目组先走,我会推这项目走,这是真正的软件定义汽车。”

谢乐成举了个例子,现在的SDA项目组软件是“双月迭代”,两个月发一个版本,压力很大。“每两个月你会觉得很快,下一个时间节点又到了。它的每个节点有对应的节点指标,包括软件质量指标,软件BUG数量的指标,到那个节点你就要发布一个新的版本,迭代一次。”

目前,软件已经有上10万个BUG的规模,但是,总的没解决的BUG并不多,“我们现在应该97%左右的问题是已经解决了,可以通过迭代来解决掉。它的整个压力传递,就是从去年到今年的全过程一直给你传递的,这样的话,其实质量体系拉起来了对不对?把我们的管理层强化起来了。”

还有一个维度牵涉到安全,就是出现异常以后,兜底的措施是什么?毕竟车是行动的、移动的,这是跟手机是完全不一样的。所以,SDA的中央控制下面有三个VIU架构,会去校验,互相备份。

谢乐成觉得,SDA项目是长安汽车非常大的一个变化,它完全跟以前的正“V”型研发体系不一样,它是一种DevSecOps的敏捷开发的观念,并且,现在的软件是一个迭代会发布200多个版本,而且,在这个过程中代码会持续集成、持续测试。

也就是说,“上传代码以后,会自动来作代码扫描,扫描之后如果OK,就推到下一个阶段,就像自动化流水线一样,最后的话会加入到自动化测试,这样就不需要人,全靠平台,有点像云的思想。”

CD701贵吗?

实际上,长安内部启动CD701项目,差不多和SDA项目相差半年左右。参观完实车后,所有的老师都很好奇,为什么要做CD701这样一个产品?

CD701项目总监王珂表示,因为长安每年都会做大量的用户研究和市场洞察,在市场调研的过程中,发现从需求端来看,年轻一代的消费者对车的认知、对产品的需求,跟70、80后已经有很大差异了,发生了变化。

此外,“因为当时我们有一个三体项目,我们面向的是未来,从技术发展的趋势各方面来看,未来的科技可能会成为一个越来越核心的东西。当时我们把三体项目总结出来,从需求端我们认为年轻消费者重点要解决的是三方面的问题:人与人、人与自己、人与环境。”

为什么会出现这样的形态?从CD701这个角度,考虑要解决的是人与环境的关系,以此作为核心需求来研发产品,作为产品定位的策划。实际上,这也是迭代过程中出现的。而要解决人与环境的问题,人与环境接触的地方在哪?就是庭院,项目组想搞一个“钢铁庭院”的感觉。

“基于钢铁庭院,我们希望它是一个具备可以开放的可能性的产品,这是我们做工程解决方案时的一个出发点。可以让它和外界打通,可以去做一些可接触,和外界进行融合的想法。”

当时项目组做了大量工程的解决方案,当然,有些方案想法和目前国内的法规政策有些冲突,后来逐渐收敛成了现在这样一个概念,“我们希望把后备舱做成可扩展的平台。”通过SDA平台的技术,“硬件可插拔、场景可编排、生态可随需、系统自进化”,不停优化。

而且,倒回来看这个CD701,它和传统的开发逻辑不太像,传统汽车开发是先有造型再开发,CD701是循环迭代抵进行造型设计,通过用户调研、市场研究不断迭代,这个过程中做了大量的形态设计,最终呈现出现在的样子。

不过有个现实的问题,这些技术怎么惠及到那样的用户群体?换句话说,就是个成本问题。

王珂表示,实际上从成本的角度来看,首先,SDA-H这个平台跟传统的物理平台相比,本身就具备了很多进化和调整,并且通过技术的进步,成本进行了消化。“第二是SDA-S架构,环网架构里面,我们也是通过全车智研和技术进化,把大量控制的东西集成了。”

所以,王珂说,没有想象的这么贵,明年到底是怎么样我也不知道,大家拭目以待。另外,CD701只是开始,未来有大量的产品,这些产品肯定会覆盖现在的产品,通过迭代成本会越来越低,也会更有性价比,会满足更多用户的需求。

还有一个对CD701非常重要的上牌问题。因为,它既可以是SUV,又可以是皮卡,以什么形式上牌呢?

对此,张晓宇讲了个故事,“在国家部委里是以1字头申报车型还是以6字头申报车型,我们给国家部委都做了报告的。它的大多数形态肯定是轿车,但是它又具备皮卡的形态,从法律法规的视角,我们给国家部委提报告进行确认。这也说明我们在创新尝试下带来相关的一些问题。”

两大战略和三个品牌

外界比较感兴趣的,是长安在新能源领域,2017年10月提出“香格里拉计划”,一年后发布了智能领域的“北斗天枢计划”,只是,这两个计划推进的情况似乎并不理想。

对此,张晓宇表示,要从结果来看。目前长安汽车新能源跨入了月销售5万台的行列,虽说不是特别明显和突出,但背后的本质是产业链成熟度,以及基于产业链成熟度的可营利性问题,这是底层逻辑。

作为上市公司,对整个盈利性、技术稳健性有方方面面的考量,这也是长安汽车故意控制节奏的根本原因,“我相信今年以后大家可以看到我们在新能源方面,无论是品牌、产品还是技术都会有大的爆发结果,敬请期待。”

至于为什么新能源技术上故意控制节奏,则在于,长安汽车认为,汽车根本的产品属性要求是安全,这是前提,是内核。怎么保证真正的安全,是长安特别关注的点。

长安认为车和消费电子是有根本差异的,它是高速移动的,是带着乘客快速移动的大质量的运动物体,所以安全底座非常重要。(确实,像某车企就太在乎这个)此外,还有信息安全、数字安全、隐私安全等方方面面。

所以,长安的信息线围绕“以数生智”,以数字通过判断形成自主决策的逻辑线,逐渐形成感知和行泊一体化。而基于“真安全”理念,强化了电动车安全技术,打造集成式数智电车管家IBC,“在行业里我们可以比较自豪地说,我们实现了真正的不起火、不冒烟。”

“北斗天枢的部分,长安科技产业园整个园区都是北斗天枢的一个特别具象的表现,包括CD701呈现,车是95%的以上的实体呈现,大家可以看到我们这些方面是真投真干。”

而从智能工厂、智能制造的视角,“从灯塔工程通过数字孪生技术部署各类算法,实现整个全过程的数字化,从客户端到制造快速的交互,目前从用户下定到交到用户手上,19天就够了。我们正在建全新的渝北智能化工厂,相信还会加速提升。”

最引人注目的,当然是现在长安汽车的启源、深蓝和阿维塔三个品牌,从这三个品牌上来说,我也比较好奇,技术方面的区隔是怎么来构建的,或者是怎么区分的?

张晓宇表示,启源、深蓝、阿维塔在长安汽车这一轮转型里出现,源自于长安品牌向上的目的,以及两个规律把握的结果。一个是“创新曲线”里面,跨越“死亡谷”以后,消费者对使用性要求很高。

尤其是中国的消费者,在很多家庭只能拥有一台车的情况下,当然希望车是全场景的,而不是根据不同场景开不同的车。基于这个逻辑,长安把品牌进行了区别。

阿维塔,做开放融合创新的尝试;深蓝,更多面向相对年轻的消费者;启源,更多面向是全功能场景,更多地注重实用性。

并且,“长安根据十大人群分类作为基础,启源面向的是新主流群体,深蓝面向年轻态、激进一些的用户,在设计上、技术的差异化上进行不同的平衡和取舍。”

张晓宇还表示,汽车行业最重要的本质,“集成可以做差异化”。很多性能做调校的时候是可以做取舍的,根据不同客户的定位,或者不同场景下的需求是可以调校的。

最后一个问题,为什么CD701“数智新汽车”归属于启源品牌里?

张晓宇表示,这是源于,基于整个品牌面向中,长安汽车的使命是“引领汽车文明,造福人类生活。”

再者,8月份,长安汽车董事长朱华荣对外发布启源品牌时,也提到以“数智汽车,美好跃迁”。长安启源的定位,就是在“数智新汽车”的赛道上,提供更多的产品。

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