汽车电子电气架构所面临的课题

汽车研发设计的MBSE工具链按应用场景划分为“层次”和“过程支持”两大类。目前国际主流的EEA软件将需求层、逻辑架构层、软件架构层、硬件网络拓扑层、原理图层、线束层、通信层、几何层流程打通，能够连贯地进行多层次架构设计与追溯，并在过程上提供完整的过程和团队支撑。如下图所示。

研制过程以需求开发和系统架构设计为源头，同时开展控制系统软件设计和被控对象建模，将二者模型集成仿真，完成系统虚拟测试；由控制算法生成控制器SWC代码，集成到车载控制器中；被控对象模型经实时化处理后，生成实时模型，加载到实时仿真机中；车载控制器通过数据总线与实时仿真机相连，由自动化测试软件控制实时仿真机开展硬件在环系统测试、台架功能测试、整车标定和实车测试等。另外，汽车行业软件开发需要满足功能安全标准ISO 26262，且软件开发流程须符合ASPICE标准。

电子电器架构开发的工作在需求阶段，包括以下：对标分析(功能、配置、成本、技术方案、符合标准)，特性信息(Feature -> Functions Composition)，场景分析(Scenario --> Customer Features)，功能需求开发、性能需求(Function --> FRS)，非功能需求开发、法律法规分析、生产\工艺\售后需求。

整车EEA设计的需求包括三方面要素：法规约束、技术规范、功能需求；

需求管理与追溯，需求与设计要素的追溯，如功能安全需求、安全目标；

整车设计方案论证与架构设计软件是面向复杂工程系统、基于模型的系统设计工具。以用户需求作为输入，按照自顶向下的系统研制流程，以图形化、结构化、面向对象的方式，覆盖系统的需求建模、功能分析、架构设计、验证评估、方案权衡过程，通过与系统建模仿真软件以及系统多领域模型的紧密集成，支持在系统设计的早期实现多领域综合分析和验证。

基于模型的整车电子电气架构设计流程，涉及到功能需求设计、网络设计、逻辑功能设计、原理设计、线束设计等多方面内容，由不同部门或工程团队进行共同开发。为了实现团队并行开发过程中的合理分工与协作，整个电子电气架构设计需要按照分层设计的思路展开，在模型开发过程中需要不断地进行评估优化、最终选择最优的设计方案。我国软件行业发展已有数十年，可是重点并未针对国之重器的汽车工业发展重点展开，而是注重在互联网和消费者支付方面形成软件行业的焦点。此种情况使得在新能源汽车技术高速发展和弯道超车的近十年，并未弥补国产工业软件的空缺。

现阶段我国汽车主机厂只能在国外的电子电气架构设计软件上进行基于模型的架构设计，未来一旦遇到“卡脖子”问题，将会面临厚重的历史资产难以转移、无国产平台可以转移的窘境。在近期行业能够意识到汽车电子电气架构设计工具的重要性和不可或缺性，及时开始针对性攻关，是降低未来可预期风险的最佳手段。我国汽车行业电子电气架构设计过程所面临的痛点主要有以下几点：

1）从客户处获取到的整车基本数据、全局数据网络、并不能用于详细分析不同EEA下的最优性；

2）定义了需求层之后，如何抽象出功能模块之间的复杂关联关系，并合理地将其分配到网络层，缺乏贯穿这些活动链的支持工具；

3）在网络层详细描述了ECU、总线、电源系统之后，如何能够直接将这些信息映射到原理层，自动生成满足中央分布式模块、控制器、传感器和执行器等相互之间的关系，如何通过引脚、连接器、对接件、衬套等组价的关联关系自动形成完整的EEA网络。

4）缺失对设计好的EEA方案进行构型评估，给出量化性能指标的矩阵算法评估架构，很多决策还得依赖于车型组的“拍脑袋”感性决策，导致所涉及的EEA架构并非最优，或者依然存在继续优化的空间。