11月11-13日，“2020世界智能網聯(lián)汽車大會(WICV2020)”在北京隆重召開，本次大會由北京市人民政府、工業(yè)和信息化部、公安部、交通運輸部、中國科學技術協(xié)會共同主辦。旨在打造全球智能網聯(lián)汽車領域內規(guī)模最大、級別最高、影響力最大的世界級平臺，持續(xù)引領全球汽車產業(yè)發(fā)展趨勢，全面開啟智能網聯(lián)汽車產業(yè)發(fā)展的新征程。下面是國家智能網聯(lián)汽車創(chuàng)新中心高級系統(tǒng)架構師梁浩在本次論壇上的發(fā)言：

國家智能網聯(lián)汽車創(chuàng)新中心高級系統(tǒng)架構師 梁浩

  尊敬的各位領導、各位專家、女士們、先生們，大家上午好。在這里我代表國家智能網聯(lián)汽車創(chuàng)新中心向大家作《智能網聯(lián)汽車系統(tǒng)架構研究技術報告》。我的報告分為四個部分，在第一部分中我將跟大家一起探討智能網聯(lián)汽車體系架構研究的背景與意義。第二部分我將向大家介紹國家智能網聯(lián)汽車創(chuàng)新中心體系架構研究，現(xiàn)階段的進展以及最新成果。第三部分我將向大家講解體系架構研究目前成果的應用方向，拋磚引玉，最后我將介紹國家智能網聯(lián)汽車創(chuàng)新中心體系架構研究的未來計劃。

  首先，從自動駕駛在中國的發(fā)展上來看，我們認為國際上的單車智能發(fā)展路徑難以被采用，需要充分融合智能化與網聯(lián)化的技術路線，發(fā)展智能網聯(lián)汽車，利用中國相關技術優(yōu)勢以及體制優(yōu)勢，去彌補國內復雜的交通環(huán)境，解決交通問題。但是，智能網聯(lián)汽車作為新的產品，設計、生產以及運營，都需要新的模式，也帶來了新的產業(yè)生態(tài)。目前，作為一個典型的信息物理融合的復雜大系統(tǒng)，智能網聯(lián)汽車涉及了汽車、交通、運輸、通信、公安等多行業(yè)、多領域，因此需要在一個更廣泛協(xié)同的體系范疇下去解決智能網聯(lián)汽車目前所有的問題。

  我們認為從傳統(tǒng)汽車到智能汽車，再到智能網聯(lián)汽車，從未來的角度來看，智能網聯(lián)汽車將作為實現(xiàn)智能交通系統(tǒng)的關鍵一環(huán)，并最終深度參與協(xié)同的智能交通信息物理體系，對于智能網聯(lián)汽車信息物理系統(tǒng)的認識就至關重要。所謂的信息物理系統(tǒng)，是作為計算進程和物理進程的統(tǒng)一體，是繼承計算、通信與控制于一體的下一代智能系統(tǒng)。因此，一個汽車、交通、信息和通信系統(tǒng)深度融合的信息物理系統(tǒng)，是智能網聯(lián)汽車發(fā)展的必然階段。

  從智能網聯(lián)汽車的整體現(xiàn)狀分析來看，目前智能網聯(lián)汽車信息物理系統(tǒng)正處于復雜大協(xié)同極端，急需解決從復雜大協(xié)同到體系的過渡，這種過渡需要整個產業(yè)對復雜大系統(tǒng)以及體系的概念，與相互關系有正確的認識并且達成共識，同時需要明確架構的相關概念在過渡中的重要地位，因此我們認為需要通過架構研究支持的頂層設計，來加速智能網聯(lián)汽車體系的形成，同時面向產業(yè)發(fā)展的需要，明確體系架構并且架構相關的參考架構，從而支持實現(xiàn)多領域、多類型的信息系統(tǒng)和物理系統(tǒng)的互操作，建立跨領域研發(fā)、跨行業(yè)合作、跨產業(yè)可持續(xù)運營的協(xié)同發(fā)展模式。

  因此智能網聯(lián)汽車體系架構研究有如圖所示的四個方面的重要性，一是提供先進的體系架構框架，為規(guī)劃者提供頂層設計方案草案。二是梳理并定理智能網聯(lián)汽車體系中相關利益攸關者研究定位，明確關注點以及體系建設過程中各方的角色以及相互的依賴關系，推進行業(yè)共識，促進體系的健康發(fā)展。三是通過構建為智能網聯(lián)汽車體系服務的工具鏈以及參考架構模型庫，促進產業(yè)的協(xié)同合作，開發(fā)創(chuàng)新。四是通過引進國際先進的基于模型的系統(tǒng)工程方法論，MBSE，進行規(guī)范化系統(tǒng)建模、仿真措施和創(chuàng)新的工程范式的構建，為產業(yè)提供具有示范作用的先進解決方案。

  為了實現(xiàn)總體目標，國家智能網聯(lián)汽車創(chuàng)新中心在各參研單位支持下，于2019年10月發(fā)布參考架構1.0，產業(yè)中產生了積極的影響和廣泛的好評?，F(xiàn)階段的體系架構研究也就是第二階段中，著重加強以下五個方面：完善理論基礎為智能網聯(lián)汽車開發(fā)繼續(xù)注入系統(tǒng)理念;完善先進方法論，為體系架構的研究鞏固基礎;提出體系架構框架，為產業(yè)協(xié)同發(fā)展提供支持;引進融合MESE方法，支持相關產業(yè)數字化轉型;明確架構研究應用方向，支持政策法規(guī)與標準體系搭建。本著這五項原則，體系架構研究中進行了架構框架研究，并提出了智能網聯(lián)汽車7S體系架構框架，在此基礎上進行了創(chuàng)新的工程范式相關研究。

  接下來重點介紹體系架構研究現(xiàn)階段的進展與相關研究成果。首先是對體系架構研究理論體系進行了全面的革新，在參考更廣泛的國際標準和相關概念后，在ISO15288和國際系統(tǒng)工程師協(xié)會制定系統(tǒng)全生命周期標準下，統(tǒng)籌考慮復雜大系統(tǒng)架構、功能安全、信息安全等國際標準，結合不同相關領域，構筑了標準化的基礎理論框架，在這一理論框架內，完善了智能網聯(lián)汽車信息物理系統(tǒng)的定義，以及體系的定義。

  作為國家智能網聯(lián)汽車創(chuàng)新中心在現(xiàn)階段體系架構研究中的一大創(chuàng)新點，首創(chuàng)了智能網聯(lián)汽車7S體系框架，根據國際經驗，與智能網聯(lián)汽車信息物理系統(tǒng)相類似的復雜大系統(tǒng)，向體系升級的過程中，都需要體系架構框架的支持，這一事實已經在國內外航空航天以及國防軍事領域被反復證明，因此國家智能網聯(lián)汽車創(chuàng)新中心參考主流框架基礎上，根據UAF、TOGAF的優(yōu)缺點以及應用范疇的考慮，博采眾家之長，進行全面本地化，首創(chuàng)了智能網聯(lián)汽車7S體系架構框架。

  智能網聯(lián)汽車7S體系架構框架包括戰(zhàn)略、利益攸關者、服務、系統(tǒng)、安全、防護、標準化七個英文S開頭的試圖，7S體系框架定義三大核心概念，分別為立場、視角、試圖。如圖所示，當應用于智能網聯(lián)汽車信息物理系統(tǒng)時，其車路云三要素被理解為頂層三個立場，在此不同立場下，7S提供了統(tǒng)一的視角以及方法，對系統(tǒng)中的7個范疇進行分析、提煉、整理，從而最終形成7大試圖。從整體上7S支持了三個維度一致性和可追溯性，首先在縱向上，7S支持用戶對不同概念層級的分析一致性和可追溯性。概念層級主要表現(xiàn)為戰(zhàn)略、利益攸關方、服務和系統(tǒng)，自上而下的關系以及子試圖自上而下的關系。其次，橫向上7S支持不同視角之間的一致性，最后7S最終目的以及創(chuàng)新點，是在于支持不同立場下的試圖間的一致性以及相互呼應，從而達成不同立場間的共識以及協(xié)同的基礎。

  7S應用范圍可以自體系級一直向下，7S支持的不僅僅是體系和產業(yè)的規(guī)劃以及頂層設計，通過支持挖掘需求配套建模范式，以及參考架構模型，也自上而下打通了自體系到系統(tǒng)開發(fā)的道路。7S體系框架有如下優(yōu)勢，第一明確定位，適配智能網聯(lián)汽車體系中多方現(xiàn)階段的差異，為不同立場的參與方提供統(tǒng)一的溝通與交流的框架，從而更好進行協(xié)同。第二支持頂層設計，通過上層定義戰(zhàn)略、安全、防護以及標準化方向需求，自上而下強調追溯性支持頂層設計落地。第三全面融入系統(tǒng)工程理念和方法，支持系統(tǒng)化的需求挖掘，知識轉移，以及模型庫的構建，支持評測和監(jiān)管認證。第四三維立體統(tǒng)籌全面分析智能網聯(lián)汽車目前的復雜性，推動體系的形成。

  接下來我將著重介紹體系架構研究現(xiàn)階段成果應用方向，首先為國內智能網聯(lián)汽車產業(yè)提供具有完整性、追溯性和一致性的從頂層設計到系統(tǒng)設計一條龍的完整解決方案，應用MESE，通過7S體系架構框架構建智能網聯(lián)汽車體系和參考架構及通用模型庫。在重構設計階段，利用參考架構模型，減少工程落地過程中的資源浪費以及重復勞動，架構設計和系統(tǒng)設計階段，以參考架構的實力化，快速形成系統(tǒng)架構設計，完成上層協(xié)調統(tǒng)一與下層兼容并包的落地應用，與國際先進理念支持產品快速迭代以及規(guī)范化需求管理。同時在解決方案的數字化方面，通過7S體系架構框架對數字化架構以及工程設計、工程模型進行標準化、規(guī)范化的組織與管理，更好對接智能網聯(lián)汽車產業(yè)與國際先進MBSE相關工程實踐的對接。

  其次，體系架構研究以及相關的參考架構模型庫重大應用方向就是向國內智能網聯(lián)汽車相關產業(yè)提供基于參考架構的開發(fā)軟件平臺，用戶可以通過7S體系架構框架支持構建的參考架構模型庫中，勾選相關的功能與模型，將參考架構模型作為具體架構設計和系統(tǒng)設計的模板，完善設計，形成具體架構與系統(tǒng)模塊設計，形成包含完整的工具鏈的智能網聯(lián)汽車開發(fā)平臺。PARADE使國內智能網聯(lián)汽車相關產業(yè)更容易享受到MBES在復雜系統(tǒng)開發(fā)中巨大優(yōu)勢，同時完整打通左側頂端上層需求，直至右側底部驗證階段能力，為智能網聯(lián)汽車開發(fā)節(jié)約大量人力、物力、財力。

  以7S架構框架為基礎，開發(fā)眾創(chuàng)參考架構模型平臺，構建中國智能網聯(lián)汽車模型資源共享平臺，以規(guī)范化和標準化的面向對象的方法以及系統(tǒng)建模語言為依據，邀請產業(yè)各領域專業(yè)力量群策群力，豐富中國方案智能網聯(lián)汽車的數字化模型底蘊。

  最后，通過MBSE相關方法將文檔標準轉化為模型，支持標準細化，減少智能網聯(lián)汽車相關標準制定過程的時間，提高標準在表達層面的準確性和一致性，基于模型對標準的表達方式已經在西方國家進行嘗試，我們國家智能網聯(lián)汽車創(chuàng)新中心也已經依據這一趨勢定義分級分類的數據流7000余項，車輛發(fā)出數據646項，車輛接收數據803項，為系統(tǒng)數據模型設計提供關鍵的指標，同時依據相關國內標準，從應用層的車路云交互方面進行建模，支持智能網聯(lián)汽車標準化工作。

  應用層面，體系架構研究推動產業(yè)數字化和現(xiàn)代化轉型，以及支持相關政策監(jiān)管和標準體系構建，同時國家智能網聯(lián)汽車創(chuàng)新中心即將發(fā)布智能網聯(lián)汽車信息物理系統(tǒng)參考架構2.0以及體系架構藍皮書，支持完善智能網聯(lián)汽車體系中相關子系統(tǒng)、子體系與使能系統(tǒng)的開發(fā)。除此之外，體系架構研究成果也可以提供自主創(chuàng)新的咨詢服務，通過構建模型眾創(chuàng)平臺以及開發(fā)相關工具鏈，為產業(yè)提供工程咨詢服務。

  最后，我們將繼續(xù)體系架構的相關研究著重考慮在以下四個方面，首先聚焦智能網聯(lián)汽車信息物理系統(tǒng)參考架構2.0相關工作，推動智能網聯(lián)汽車系統(tǒng)架構、接口管理等相關工作。發(fā)布智能網聯(lián)汽車7S體系架構使用手冊，加大推廣力度，最后支持國內相關智能網聯(lián)汽車企業(yè)進行MBSE的需求、功能、架構的設計和驗證應用。

  國家智能網聯(lián)汽車創(chuàng)新中心的體系架構研究將秉承以下要點：第一，為中國智能網聯(lián)汽車產業(yè)添磚加瓦，通過7S體系架構框架明確頂層設計要求，凝聚發(fā)展戰(zhàn)略共識。第二，推進MBSE應用創(chuàng)新發(fā)展路徑，打造中國方案智能網聯(lián)汽車。第三，夯實基礎研發(fā)，完善參考架構和通用模型庫本地化建設與應用。第四，有效推進設計協(xié)同創(chuàng)新環(huán)境，打造自主知識產權的PARADE平臺。最后互利共贏，共同進步。謝謝大家。