智能汽车:电子电气架构详解
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Preface 前言

为什么要写这本书

大学毕业之后,我一直在工程领域从事开发工作。虽然开发过的产品种类繁杂,如移动通信交换机、汽车电子产品、整车电子电器以及电子电气架构,但大部分工作都集中在电子产品的软件开发与测试领域,工作岗位也在过去二十多年的时间中从工程师转变为管理者。回顾职业生涯,我总结出一个规律:个人的成长在转型期最为迅速。

虽然在稳定的工作环境中可以不断精进技能,但每当换了一个环境或者尝试一份从未做过的工作时,我好像会进入一个新的世界。全新的环境或挑战可以刺激我进行更多的思考和学习新的知识,这是一个既痛苦又快乐的过程。我特别喜欢重阳投资合伙人舒泰峰先生在《财富是认知的变现》一书中的一句话:“只有认知提升,财富才能增加。”真正能让内心充盈的是知识与经历,而知识与经历会转换为认知。认知与物质财富的不同之处在于其具备可分享性。

回想起初入职场时我对一切都懵懵懂懂,虽然也很努力,但是由于认知水平有限而走过不少弯路。如果当时能有人多给我一些指引,也许现在的我会做得更好。弯路走多了,就想着如何能让与我有缘的人可以少走一些弯路。

世界的发展有其自然规律,个人无法改变。然而,当一个群体中的所有个体都能朝着一个方向前进时,个体的力量就可以汇聚到大潮之中,成为群体力量的一部分,进而改变世界。个人的成就建立在他人的基础之上,他人的进步又会促进个人能力的提升。

悟出以上这个道理我花了30年的时间,那是当我在而立之年有幸成为一个团队的负责人之时。一个人在不得不承担起更大的责任时,就会反思自己存在的问题。带领他人前进的负重感既会让人变得更加清醒和坚强,也会令人思考得更多,学到更多。

2019年,在一个朋友的帮助下,我创建了自己的微信公众号“侯哥工作感悟”。目的有两个,一个是让自己的业余生活更加充实,另一个是希望帮助更多的“汽车人”[1]。让我感到意外的是,第一篇关于软件定义汽车的文章大受欢迎,被众多公众号转载。接下来的一系列相关文章也得到了广泛的好评,让我的知名度迅速蹿升,并受邀在多个大型会议与论坛上进行分享。从此,我开始了码字生涯。

在这个汽车行业百年未有之大变局来临之际,无数的“汽车人”处于迷茫之中。各种不断出现的新名词、新技术和新方向让人眼花缭乱。可是,并非所有的新事物都值得去坚持和投入。未来究竟如何,尚未可知。作为一名多年从事汽车电子相关研发工作的人员,我总觉得应该为中国汽车行业做点什么。

秉着让自己生活在一个更加美好的世界的初衷,我坚持去帮助或影响身边的一些人,并逐渐发现自己的经验和观点确实能够帮助他们,让他们少走一些弯路并成长得更快一些。于是,当2021年杨福川编辑与我讨论是否可以写一本关于电子电气架构与智能网联汽车方面的书时,我很快答应了。从那天开始,我每天的空闲时间都被填满了。原以为可以很快完成书稿写作,然而动笔之后,我才明白写书与写网文的区别:网文可以自由发挥,即使有些小的瑕疵,也无伤大雅;而写一本书——一本要被印刷出来并可能被万千读者仔细研读的书,就无法那么随意了,书中的每一个词、每一张图、每一个观点、每一个知识点都要仔细推敲。在这一年多的时间中,我查阅了大量的资料,阅读了大量国内外相关文章,力求书中每一句话都经得起推敲,每一个数据都有权威的出处。然而,越是仔细研究电子电气架构这个概念,我就越觉得遗憾,对于这么一个被广泛使用的词汇,竟然找不到一本书可以将其含义解释清楚!同时,关于如何开展电子电气架构的设计与开发、如何应对当前汽车行业的变革等问题,更是找不到有实用价值的专著!我所能看到的都是各种文章与其中的零散观点。

基于这种情况,我把本书的写作目的从简单的电子电气架构介绍与讨论智能网联汽车的概念,变为普及电子电气架构的基本知识与探讨汽车行业的转型。电子电气架构的基本知识与汽车行业转型这两个主题看似关联不大,却在本质上深刻地互相影响。

首先,无论电子电气架构还是汽车行业都是无比复杂的系统,并且有着共同的特征与规律。这些共同的特征与规律可以通过系统工程理论进行抽象的描述。因此,本书的讨论从“系统”这个看似常见又有点模糊的概念开始,逐步展开。

其次,对于复杂如电子电气架构、汽车及汽车行业这样的工程系统而言,开发与运行有着一些共同的方法与规则。这些方法与规则虽然在系统工程理论中也有相应的描述,但过于抽象。本书试图以最朴实的方式来讲解这些复杂系统的共同点。不但如此,这些共同点还可以被推广和应用到更多的复杂系统的分析、开发与管理过程中。

最后,本次汽车行业变革在技术上的主要标志是电子电气架构的变革,而电子电气架构的变革又是由无数个技术点的量变积累而成的质变。因此,本书也花了一定的篇幅来介绍各种引起电子电气架构变革的关键技术,涵盖了通信、电气、芯片、网联、座舱、智能驾驶及开发工具等方面。同时,鉴于新的技术与新的时代必然会要求相关的企业做出改变,本书也讨论了软件定义汽车、“新四化”以及车企在转型期间所应该遵循的一些原则与可能的方向。

本书力求以揭示一些复杂事物背后的本质规律为写作宗旨,因此提出了一些概念与模型。其中的部分概念与模型为本书原创,虽然不一定很成熟,但只要能够让读者有所启发,也就达到了本书的目的。我一直相信,无论技术与商业怎么变革,其中总有一些理念是可以跨越时代而传承下来的,如同那些经典名著与哲理可以历经千百年而不朽。如果能够早一点知道一些历久弥新的道理或原理,每个人都能少一些迷茫,多一份恬静与淡定。

虽然本书的写作多是从车企的角度出发,但是这本书对整个汽车行业的相关人员都会有帮助,甚至对从事各种复杂系统和产品开发的人员也会有一定的借鉴意义。因为无论系统工程的思想还是本书所介绍的电子电气架构的开发方法与原理,都普遍适用于各种工程场景,尤其是对于那些还处于迷茫期的工程技术人员,这本书一定会有所帮助。

读者对象

汽车电子电气领域的工程师、管理者和投资者。

汽车电子电气相关产业链的管理者。

汽车电子电气相关法规和政策的制定者。

电子电气相关专业的大中专院校的学生与教师。

想了解汽车产业的读者。

想了解复杂系统开发的读者。

本书特色

本书以汽车电子电气架构的设计为主线,串联汽车电子电气系统开发的相关知识和方法,讲述以汽车电子电气架构变革为代表的汽车行业变迁的深层逻辑,揭示在“新四化”和“软件定义汽车”的时代潮流下,整个汽车电子电气行业,乃至整个汽车行业的发展趋势。

本书从汽车电子电气架构开发的角度出发,介绍汽车电子电气开发的方法和原理,虽然并未讲述具体的技术点,但这些方法和原理普遍适用于汽车中各个系统、复杂部件,乃至其他领域的复杂系统的设计与开发。

这也是一本关于汽车开发过程中如何管理的书。读完本书,你不但可以更加深刻地理解汽车电子电气架构,也将加深对汽车行业的认识与理解,深刻认识汽车这种复杂系统开发的难度。本书内容涵盖系统与电子电气架构的概念、电子电气系统开发的流程、电子电气系统的演变历史、架构师的职责、对“新四化”和软件定义汽车等概念的解释、智能网联汽车的知识点、车企核心竞争力的来源,以及系统工程、需求工程、工程哲学等领域的基本思想和原理。

本书不但为车企如何应对技术的变革提供了参考,也为相关产业链上的各参与方提供了建议。

如何阅读本书

本书共10章。

第1章从系统一词的概念讲起,并给出了汽车电子电气系统的明确定义。

第2章讲解架构一词的含义,进而给出汽车电子电气架构的定义。

第3章介绍电子电气架构的发展历史及未来的发展方向,内容涵盖了汽车电子的诞生及电子电气架构的诞生和主要发展阶段,以及电子电气架构中的各项重要的基础技术,并对电子电气架构的演进阶段和未来可能的发展趋势进行了讨论。

第4章介绍系统开发方法与工具中的几个重要概念及其要点。

第5章和第6章分别介绍了电子电气架构设计的基本目标与原则,并讲解了电子电气架构开发的具体方法。

第7章讨论了电子电气架构开发过程中的管理工作,主要涉及架构团队如何成为各个利益相关者之间的平衡器,架构师所需要的基本能力,并对架构开发过程中的几个哲学问题进行了讨论。

第8至10章主要讨论了“新四化”与软件定义汽车的概念及所带来的挑战,介绍了当前智能网联汽车相关的重要新技术的发展情况。

本书的结构按照一定的逻辑顺序进行组织,各章之间有紧密的联系,建议读者按照顺序阅读。尤其是第1章和第2章介绍的概念是本书后续内容的基础,本书的大部分内容都是围绕这几个概念展开的。

勘误和支持

由于作者的水平有限,书中难免会出现一些错误或者不准确的地方,恳请读者批评指正。如果你有更多的宝贵意见,可以在微信公众号“侯哥工作感悟”下留言,也欢迎发送邮件至邮箱hikout@live.com。期待能够得到你们的真挚反馈。

致谢

感谢我的妻子和女儿。在这一年多的时间中,本来应该陪伴她们的时间大都被我投入到写作中。没有她们的理解和支持,这本书不可能问世。

感谢杨文昌先生。在他的鼓励和帮助下我创建了自己的微信公众号,并踏上了写作之路。杨文昌先生还与我进行了大量的讨论,为本书贡献了诸多有价值的想法。

感谢在电子电气架构开发工作中给予我大力支持的各位朋友——梁伟强先生、熊维明先生、宋振广先生、张雁英先生,以及名单之外的更多朋友。感谢他们的帮助让我能够拓展视野并提升能力。

谨以此书献给我最亲爱的家人,以及中国汽车电子电气行业的朋友们!


[1]汽车人指的是汽车行业从业者。