2017年6月8日晚8點，蓋世汽車微課堂邀請到了西門子工業(yè)軟件汽車行業(yè)高級售前顧問席華彬，就"汽車軟件工程解決方案--確保汽車軟件產(chǎn)品的質(zhì)量、責(zé)任和兼容性"做了精彩分享。

以下是課堂焦點內(nèi)容速記匯總：

大家晚上好，我是來自西門子工業(yè)軟件的售前技術(shù)工程師席華彬，感謝大家在晚上抽出寶貴的時間參加我們本次的微信的一個匯報。

這是那個匯報就要分三部分，第一部分的話就是講那個汽車行業(yè)的軟件發(fā)展的趨勢和挑戰(zhàn)，第二部分介紹一下西門子軟件生命周期管理解決方案，第三部分的話就是西門子的軟件解決方案ALM跟西門子產(chǎn)品生命周期解決方案PLM一體化解決方案。

這是福特公司技術(shù)CEO的一個說法，就是未來的話，汽車將成為我們擁有的一個最大的電子設(shè)備，這個電子設(shè)備上軟件毫無疑問將成為最大的主體。

現(xiàn)在在汽車當(dāng)中電子設(shè)備和軟件越來越多了，我們看下10年前和今天的一個對比，十年前電子和軟件在整車當(dāng)中所占的比例不到20%，現(xiàn)在基本整個嵌入式系統(tǒng)在整車占比越來越高了，另外現(xiàn)在汽車的90%的創(chuàng)新都來自于電子和軟件領(lǐng)域。

我們看一下一些市場咨詢機構(gòu)的一些報告，到2021年我們這個互聯(lián)汽車的規(guī)模將達到一千個億以上，這里面包括從c2c，c2x，娛樂系統(tǒng)，ADAS。另外在2020年的話，我們這個字自動駕駛汽車的話是要我們的數(shù)量也會大的很驚人的，一千多萬輛，他的復(fù)合增長都在百分之一百以上，另外在電動汽車和混動汽車這個三年之內(nèi)的車型的話也可能會達到200多個，這是來自于我們市場咨詢機構(gòu)的一些數(shù)據(jù)。

但是現(xiàn)在，我們在整個汽車行業(yè)去開發(fā)我們的軟件去管理我們的軟件復(fù)雜度也仍然是我們的一個很大的一個挑戰(zhàn)，而這種統(tǒng)計可以看出，現(xiàn)在我們很多的汽車召回和我們軟件產(chǎn)生的問題直接相關(guān)，在2011年的我們看這個數(shù)字還只有5%，但是在從2011年以后這個軟件召回這個問題基本呈指數(shù)級增長。

提起召回，軟件相關(guān)的問題表現(xiàn)其實也各不相同的，有遠程控制系統(tǒng)的安全漏洞造成的召回，也有軟件故障導(dǎo)致我們的出門意外打開的，也有軟件故障導(dǎo)致發(fā)動機重啟的。

汽車電子設(shè)備和軟件從過去二三十年到現(xiàn)在是要發(fā)生了很大的變化，從以前我們只有收音機播放器，指示燈還有軟件，到現(xiàn)在有ADAS系統(tǒng)自動駕駛，車聯(lián)網(wǎng)，這些機電系統(tǒng)是緊密集成在一起的。

機電系統(tǒng)越來越復(fù)雜，但是我們軟件給我們機械包括硬件的開發(fā)流程，而他是有很本質(zhì)的區(qū)別，舉例來說，首先開發(fā)周期不一樣，可能機械包括硬件開發(fā)周期按年來計，而軟件開發(fā)周期按照月來計。另外開發(fā)流程，機械和硬件的開發(fā)流程按照微模型的開發(fā)流程，我們軟件的開發(fā)方式，越來越講究敏捷的開發(fā)流程，而這些流程當(dāng)中協(xié)同跟創(chuàng)新又非常關(guān)鍵。

要應(yīng)對這些挑戰(zhàn)的話，那么如何我們?nèi)ソ鉀Q這個問題？

從這個統(tǒng)計可以看出，不光是整車還是零部件企業(yè)現(xiàn)在越來越注重機械和硬件開發(fā)流程過渡到數(shù)字化開發(fā)流程，而這個數(shù)字化開發(fā)流程集成我們的硬件、電子、軟件，實際上現(xiàn)在有58%在未來幾年都會投資到工程解決方案當(dāng)中去。

而我們也正在進行產(chǎn)品開發(fā)的客戶接觸我們了解到產(chǎn)品開發(fā)的關(guān)鍵難點：一整個汽車系統(tǒng)的機電化一體化的情況下如何保證汽車的質(zhì)量，第二就是如何確保的開發(fā)流程當(dāng)中的一個工程職責(zé)，以便能夠快速的確定跟蹤問題，第三的話就是在了解開發(fā)工作可能需要來自于我們?nèi)蚋鱾€個人的部門內(nèi)部外部團隊重執(zhí)行，這個情況下，如果去把整個產(chǎn)品設(shè)計的一個兼容性。

必須要一個軟件開發(fā)生命周期管理這個概念標準，深入開發(fā)生命周期的平臺來支撐我們整個軟件開發(fā)這個流程。

汽車客戶實施ALM工具的原因，他們希望實現(xiàn)以下的一些應(yīng)用場景，實現(xiàn)軟件開發(fā)生命周期的可跟蹤性，實現(xiàn)更改影響分析到管理軟件工件的配置和版本和分支，確保軟件設(shè)計符合審計符合安全需求，最后ALM工具幫助公司實現(xiàn)更高效的一個呈用。

西門子的產(chǎn)品名字叫Polarion，Polarion是基于web的一個架構(gòu)，Polarion在過去的十年當(dāng)中它的業(yè)務(wù)量保持了一個非常高速的增長。

Polarion的客戶遍布各個行業(yè)包括我們的汽車，航空航天、電子、機械行業(yè)等等，這里列出來跟我們汽車相關(guān)的客戶，phoenix電氣公司將Polarion去管理軟件開發(fā)的管理需求質(zhì)量和測試。還有美國的FAA它是使用Polarion管理所有的需求。CNH這個是全球比較大的工程機械制造商，它使用了Polarion取代了dos去管理它的需求。飛索半導(dǎo)體使用Polarion去跟蹤和管理它的一些需求跟設(shè)計。

Polarion這個產(chǎn)品在一些分析師的評估和重則用戶滿意度還是比較不錯的。

下面我們來看一下Polarion產(chǎn)品的功能，首先第一個功能是需求管理模塊，需求管理模塊Polarion里面有個核心功能模塊是livedoc，就是活文檔的意思，可以基于瀏覽器以word文檔的形式定義需求，同樣以excel的方式把需求文檔展示出來，這樣便于看到需求的屬性便于跟蹤。另外整個需求也支持ReqIF的格式導(dǎo)出來，可以需求數(shù)據(jù)交付，追溯跟蹤分析。

另外一個主要模塊是Polarion質(zhì)量管理，在Polarion單一的環(huán)境下可以管理和軟件質(zhì)量相關(guān)的測試數(shù)據(jù)流程，確保需求測試用例和測試計劃，測試結(jié)果的全面跟蹤，另外提供一些測模板，還有提供測試相關(guān)的報表，包括儀表板的分析整個質(zhì)量分析的結(jié)果。

右邊的是Polarion的一個基本架構(gòu)，下邊是Polarion支持的一些工具類的集成。Polarion廣泛集成一些IDE的工具鏈是包括自動化測試的一些工具，Polarion底層支持一些最廣泛的版本控制工具，包括Git,SVN,Perforce.另外Polarion支量200多個擴展的一個擴展包來支撐我們豐富的功能，這邊的話有免費的，有些是付費的，就都是第三方來提供的。

給大家介紹Polarion的一些主要功能，但是對我們汽車客戶來說的話，我們軟件只是我們的一部分，我們還有ECU還有我們的控制系統(tǒng)，那這樣的話，它的一些開發(fā)流程和數(shù)據(jù)需要在哪管理呢，為此我們西門子也提供另外一個產(chǎn)品我們叫PLM，產(chǎn)品生命周期管理，通過ALM和PLM的集成來管理產(chǎn)品所有的數(shù)據(jù)。

通過ALM和PLM的集成我們講協(xié)同工作可以把敏捷性提供一個新的水平，ALM可以管理軟件領(lǐng)域的生命周期，PLM可以管理產(chǎn)品級機械和硬件的生命周期，然后通過ALM和PLM的集成我們實現(xiàn)跨領(lǐng)域的協(xié)同，對于整個產(chǎn)品的設(shè)計提供一個閉環(huán)式的可跟蹤性。

實際上這也回答了我們?yōu)槭裁碅LM和PLM要做集成，實際上是適應(yīng)不同客戶的需求，另外在不同的領(lǐng)域需要不同的解決方案，比如我們說在產(chǎn)品級我們需要ALM和PLM要做集成來支持我們產(chǎn)品級的產(chǎn)品數(shù)據(jù)的管理，配置，產(chǎn)品級的交付，到我們軟件，通過ALM去管理我們的軟件實施和驗證及交付。

西門子通過ALM和PLM要做集成來支持我們的產(chǎn)品工程和軟件工程。

ALM和PLM集成有幾大優(yōu)勢：第一是可以跟蹤軟件和產(chǎn)品進行影響性分析。第二是集成整個需求的管理。第三是集成更改的管理。第四是閉環(huán)信息流適用更強的嵌入式開發(fā)。第五是支持我們系統(tǒng)驅(qū)動的開發(fā)，因為我們現(xiàn)在復(fù)雜的機電系統(tǒng)將正向的系統(tǒng)開發(fā)，也就是基于模型的系統(tǒng)工程。

這么樣的一個集成框架我們看一下縱坐標和橫坐標，縱坐標是整個產(chǎn)品的需求級聯(lián)傳遞，上層是政府的法律法規(guī)的需求，這個不一定來自PLM系統(tǒng)。第二個層次是產(chǎn)品需求，屬性和目標啊系統(tǒng)需求，工程標準這個是在我們PLM系統(tǒng)進行管理。在往下是領(lǐng)域需求，軟件需求是在ALM系統(tǒng)來進行管理的。對于電子電氣和硬件，包括結(jié)構(gòu)包括制造性的要求這個會體現(xiàn)在我們PLM的系統(tǒng)當(dāng)中，再下面就是三個橫軸我們跨領(lǐng)域集成，對于產(chǎn)品工程來講的話可能全部都要集成。

集成使得我們?nèi)ジ目梢源龠M我們?nèi)ヌ幚矶鄬W(xué)科的問題。我們PLM 的產(chǎn)品和ALM的產(chǎn)品可以管理多領(lǐng)域的工作流，更好的分析軟件更改對于產(chǎn)品的影響，實現(xiàn)精確和協(xié)同性更強的產(chǎn)品決策。

另外通過ALM和PLM的集成我們可以做更好的前期的集成的一些仿真驗證。值得注意的是PLM和teamcenter其他的一些PLM應(yīng)用程序的可以提供多領(lǐng)域建模和驗證。

另外從功能安全流程來說，包括產(chǎn)品及和系統(tǒng)級，包括我們硬件和軟件。通過ALM和PLM的集成從流程也好從功能安全需求地去支持我們整個功能安全的落地。

我們小結(jié)一下，借助于西門子的產(chǎn)品可以控制和管理我們整個軟件工程的活動，通過ALM和PLM的集成支撐我們產(chǎn)品級和軟件級的開發(fā)，可以管理我們產(chǎn)品和軟件開發(fā)去管理多領(lǐng)域開發(fā)的復(fù)雜性。

問答環(huán)節(jié)：

問題1: ALM是軟件開發(fā)代碼編輯和測試軟件，還是只是管理軟件代碼的軟件？

答：ALM的概念你可以類比PLM的概念，因為以前ALM的軟件開發(fā)會喜歡用一些單點的工具，需求用一些需求管理工具，代碼可能會用一些配置管理工具，測試可能會用一些測試管理工具，這些工具都是一些孤島系統(tǒng)。現(xiàn)在軟件開發(fā)的保證是要規(guī)范開發(fā)流程，另外就是要把我們軟件需求、架構(gòu)、代碼和缺陷都關(guān)聯(lián)起來，這樣一旦發(fā)現(xiàn)問題我們可以及時的跟蹤和追溯。

問題2：軟件與機電如何協(xié)同設(shè)計？

答：實際上有幾個層面，機電系統(tǒng)如果按照正向開發(fā)流程，機電系統(tǒng)前期有需求定義，會有一些方案定義，通過方案定義我們可以把一些軟件的需求定義出來，通過把一些需求分配給軟件來實現(xiàn)，這樣機電系統(tǒng)分配給軟件的需求就會進入到ALM當(dāng)中去。第二個方面我們會把需求細化，做系統(tǒng)架構(gòu)的建模，控制策略的開發(fā)，這個機電系統(tǒng)會體現(xiàn)在控制策略開發(fā)策略會做開環(huán)驗證，但開環(huán)驗證可能還不夠，我們做性能方面的驗證的話，那我們會需要被控對象的性能模型，這個被控對象的模型需要其他部門來提供，這個時候我們需要和其他部門進行協(xié)同，軟件測試驗證完成之后，軟件交付需要交付到機電系統(tǒng)，機電系統(tǒng)還需要集成驗證。集成驗證完成完成之后，軟件最終產(chǎn)品需要交付，我們要實現(xiàn)產(chǎn)品數(shù)據(jù)（機電軟數(shù)據(jù)）技術(shù)狀態(tài)控制。

問題3：軟件的集成度越來越高，傳統(tǒng)的汽車機械開發(fā)工程師面臨的挑戰(zhàn)有哪些？

答：最大的挑戰(zhàn)可能來源于MBD，基于模型的開發(fā)。我們現(xiàn)在要講并行開發(fā)，緊密協(xié)同，因為機械本體在虛擬開發(fā)階段要及早的提供數(shù)模和物理模型，有這些物理模型和數(shù)模，我們可以在虛擬層次，控制策略和被控對象可以更早的做集成驗證。

問題4：ALM是否包含了需求管理、軟件代碼編寫、測試等功能點啊？

答：ALM整個解決方案包括的模塊包括從需求管理、模型管理、代碼配置管理、測試管理、缺陷管理，這些模塊都是包括的，另外也包括構(gòu)建，項目審計、報表等輔助功能。

問題5：那ALM和PLM都有需求管理了?功能不是重疊了嗎？

答：從產(chǎn)品功能角度，AML和PLM都是包含這個功能的，但是這個不矛盾，從業(yè)務(wù)的角度都需要，因為PLM需要管理我們產(chǎn)品級的、硬件的、機械的、high level的需求。ALM是管理整個軟件開發(fā)的需求。

問題6：那ALM與PLM集成，傳輸?shù)氖悄男?shù)據(jù)，單向集成還是雙向的？

答：從集成的角度來看肯定是雙向的，傳輸?shù)臄?shù)據(jù)首先是需求數(shù)據(jù)，從產(chǎn)品需求分解出來跟軟件相關(guān)的需求，另外還有就是機電協(xié)同里面集成驗證時候，就需要從ALM和PLM 里把相關(guān)的模型拿出來做一些共仿真，另外把把我們軟件的交付物，相關(guān)的標定參數(shù)，配置文件我們也要上傳到PLM當(dāng)中去。

問題7：直接用PLM不能完成軟件和產(chǎn)品的管理嗎？

答：PLM實際是不能夠管理整個軟件開發(fā)活動，因為實際上跟我們軟件開發(fā)特點有關(guān)系，一個就是我們軟件需求規(guī)模是非常大的，第二我們軟件開發(fā)當(dāng)中講究高效的協(xié)同，軟件變更的速度要比我們產(chǎn)品級和機械多很多，所以我們軟件要講究快速迭代，PLM的操作快捷性和用戶體驗是不符合我們軟件開發(fā)人員的操作習(xí)慣的。

問題8：有哪些汽車企業(yè)或者整車項目已經(jīng)開始應(yīng)用西門子這個整體統(tǒng)了嗎？

答：現(xiàn)在采用西門子ALM和PLM集成的客戶有：菲亞特、CNH、phoenix等這些客戶。

問題9：那ALM的輸出就是軟件的最終代碼文件給到PLM，然后生成BOM結(jié)構(gòu)，最終由PLM管理整個產(chǎn)品機電軟的BOM？

答：對的，ALM輸出的是軟件最終產(chǎn)品包括二進制文件，配置文件，代碼壓縮包等。

問題10：PLM會與NX集成，完成產(chǎn)品設(shè)計的管理

答：對的，teamcenter和ALM集成完成機械設(shè)計管理，PLM也會跟我們ECAD工具，例如Mentor Graphics(目前也是西門子的產(chǎn)品)工具集成完成硬件設(shè)計管理。

總結(jié)

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