Wie sich SDV-Anwendungen effizienter entwickeln lassen

Fragmentierte Entwicklungsumgebungen, traditionelle Lieferkettenmodelle und ein Mangel an standardisierten Verfahren: Softwareentwicklung ist immer noch ein Hemmschuh der Autoindustrie. Doch es gibt Lösungsansätze. 

Die Evolution zum Software-defined Vehicle (SDV) stellt sich als schwierig für Automobilhersteller heraus. Es ist ein Reifeprozess mit vielen Schritten über mehrere Dimensionen hinweg. Das vom Analystenhaus Omdia in Zusammenarbeit mit Here Technologies entwickelte "SDV Maturity Framework" zeigt, wie sich diese Entwicklung ähnlich der beim automatisiertem Fahren entlang der SAE-Level schrittwiese vollzieht. Virtualisierung in der Software-Entwicklung ist dabei essenziell. Sie beschleunigt die Auswahl von Software-Komponenten, die Entwicklung, das Training, die Validierung und ständige Verbesserungen entlang des SDV-Lebenszyklus.

Im SDV bestimmt die Software immer mehr Aspekte wie etwa Fahrverhalten, Infotainment, Sicherheitssysteme, Energieeffizienz oder autonomes Fahren. Dabei ist die Fahrzeugarchitektur modular konzipiert und besteht aus Hardware-Komponenten wie Sensoren und Steuergeräten, die nicht mehr fest mit spezifischer Software gekoppelt sind. Die Hardware spielt eine Nebenrolle. 

Diese Trennung von Hard- und Software stellt SDV-Konstrukteure vor Herausforderungen: So lassen sich die bewährten, standardisierten Prozesse für die Entwicklung von Hardware-Komponenten wie Fahrwerk, Karosserie oder Antrieb nicht eins zu eins auf die Software-Welt übertragen. Dies hat vielerlei Gründe: Beispielsweise sind die derzeitigen SDV-Architekturen, insbesondere der ersten Generation (SDV 1.0), oft von einer hohen architektonischen Komplexität geprägt. Dabei müssen viele verschiedene Zulieferer und Komponenten, darunter zahlreiche kartengestützte Sub-Systeme nahtlos integriert werden. Dies erschwert die Zusammenarbeit im Ökosystem. Solche komplexen Stacks weisen nicht nur zahlreiche potenzielle Fehlerquellen auf, sondern verursachen auch hohe Gesamtbetriebskosten (TCO).

Mangelnde Integration stiftet Verwirrung bei Nutzern

Da die verschiedenen Komponenten oft nicht optimal zusammenpassen, führt dies zu einer unzureichenden Integration und damit zu Verwirrung bei den Endnutzern. Ein Beispiel: Das Fahrerassistenzsystem weist den User an, in der Spur zu bleiben und geradeaus zu fahren, während das Navigationssystem gleichzeitig einen Abbiegevorgang anzeigt. Dies ist nicht nur verwirrend. Es stört auch das Vertrauen und beschränkt letztlich die Akzeptanz der fortschrittlichsten und innovativsten Features, in die OEMs zum Vorteil der Nutzer viel investiert haben. Im SDV-Zeitalter reicht es nicht mehr aus, dies einmal für die Produktion zu lösen. Systeme müssen ständig weiterentwickelt und aktualisiert werden. Die Integration hört nie wirklich auf. In komplexen Architekturen verlangsamt diese ständige Integration Innovationen und Markteinführungen. Eine immer komplexere Architektur wirkt sich auch auf Entwicklung, Testen und Validierung aus und erschwert die Virtualisierung.

Um die Komplexität zu reduzieren und die Integrationstiefe zu erweitern, bedarf es einer strafferen Zusammenarbeit zwischen den Partnern im SDV-Ökosystem. Eine entscheidende Rolle spielt hierbei die Virtualisierung der Software-Entwicklungsprozesse. Sie ist eine treibende Kraft hinter der beschleunigten SDV-Transformation. Dank Virtualisierung bekommen Entwickler Zugang zu einem digitalen Zwilling des Fahrzeugs, lange bevor dieses physisch gebaut wird. Dessen Einbettung in eine digitale virtuelle Umgebung bringt viele Vorteile im Entwicklungsprozess mit sich: Designer und Entwickler können lange vor dem Produktionsstart mit ihrer Arbeit beginnen und müssen nicht abwarten, bis die physische Hardware tatsächlich vorliegt. Zudem besteht auch nach dem Markteintritt des Fahrzeugs ein kontinuierlicher Zugang zum digitalen Zwilling, sodass interne und externe Entwickler die Software direkt in der virtuellen Umgebung testen und evaluieren können.

Entwicklungszeit verkürzt sich von Jahren auf Wochen

Dabei begleitet und unterstützt der digitale Zwilling entlang des gesamten Entwicklungszyklus – vom Design über den Bau bis hin zu den Test- und Validierungsphasen. Er sorgt bereits vor dem Einsatz der Software im realen Fahrzeug für maximale Qualität und Integrationsfähigkeit. Darüber hinaus lässt sich dank zahlreicher vorgefertigter und vorintegrierter Lösungen die Zeit bis zum ersten Software-Deployment in einem Fahrzeug von Jahren auf Monate oder sogar Wochen reduzieren. Dies beschleunigt die Entwicklungsprozesse erheblich und verkürzt die Time-to-Market. Dafür muss die Software auch an den entscheidenden Stellen konfigurier- und erweiterbar sein: beim Nutzererlebnis, der Business-Logik und der Integration von Diensten verschiedener Drittanbieter. Hersteller können sich so auf die tatsächlichen Produkte konzentrieren und verlieren keine Zeit bei der Integration.

Here Technologies hat in Zusammenarbeit mit Amazon Web Services (AWS) den Gedanken der Virtualisierung aufgegriffen und diesen eins zu eins in der neuen cloud-basierten Architektur SDV Accelerator umgesetzt. Sie integriert Cloud- und KI-Funktionen von AWS mit der Kartierungs- und Ortungstechnologie von Here sowie weiteren Lösungen aus der Partnerlandschaft des SDV Accelerators in einem umfassenden Katalog. Dieser ist mit den virtualisierten Entwicklungsumgebungen von AWS verbunden. OEMs suchen daraus geeignete Lösungen aus. Dann entwickeln sie die für ihre SDV-Architektur relevante Software in der virtualisierten Entwicklungsumgebung und rollen sie aus.

Schneller entwickeln, Testkapazitäten steigern, Kosten sparen

So profitieren OEMs von bis zu 70 % schnelleren Entwicklungszyklen, bis zu 30 % geringeren Kosten und bis zu siebenfach höheren Testkapazitäten. Zudem lassen sich dank der offenen Architektur die Entwicklungsumgebungen optimieren und mit Industriestandards wie SOAFEE (Scalable Open Architecture for Embedded Edge) in Einklang bringen. Automobilhersteller sorgen somit für interoperable und skalierbare Entwicklungsprozesse und behalten gleichzeitig die volle Kontrolle über ihre Architektur. Der SDV Accelerator bietet Anleitungen und Beispielcode für die Integration von AWS-Cloud-Services, Here-Kartografie- und Standorttechnologien sowie passenden Partnerlösungen. Hersteller können über validierte Mechanismen im AWS Marketplace diverse Funktionen für Abonnementverwaltung, Messung, Lizenzverwaltung und Verbrauch direkt in den Entwicklungsumgebungen der Kunden optimieren.