11月11-13日，“2020世界智能網(wǎng)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(wǎng)聯(lián)汽車領域內(nèi)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(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢，全面開啟智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的新征程。下面是國家智能網(wǎng)聯(lián)汽車創(chuàng)新中心高級系統(tǒng)架構(gòu)師梁浩在本次論壇上的發(fā)言：

國家智能網(wǎng)聯(lián)汽車創(chuàng)新中心高級系統(tǒng)架構(gòu)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(wǎng)聯(lián)汽車創(chuàng)新中心向大家作《智能網(wǎng)聯(lián)汽車系統(tǒng)架構(gòu)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(wǎng)聯(lián)汽車體系架構(gòu)研究的背景與意義。第二部分我將向大家介紹國家智能網(wǎng)聯(lián)汽車創(chuàng)新中心體系架構(gòu)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(gòu)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(wǎng)聯(lián)汽車創(chuàng)新中心體系架構(gòu)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(wǎng)聯(lián)化的技術路線，發(fā)展智能網(wǎng)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(nèi)復雜的交通環(huán)境，解決交通問題。但是，智能網(wǎng)聯(lián)汽車作為新的產(chǎn)品，設計、生產(chǎn)以及運營，都需要新的模式，也帶來了新的產(chǎn)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(wǎng)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(wǎng)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(wǎng)聯(lián)汽車，從未來的角度來看，智能網(wǎng)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(wǎng)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(wǎng)聯(lián)汽車發(fā)展的必然階段。

  從智能網(wǎng)聯(lián)汽車的整體現(xiàn)狀分析來看，目前智能網(wǎng)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(chǎn)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(gòu)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(gòu)研究支持的頂層設計，來加速智能網(wǎng)聯(lián)汽車體系的形成，同時面向產(chǎn)業(yè)發(fā)展的需要，明確體系架構(gòu)并且架構(gòu)相關的參考架構(gòu)，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(chǎn)業(yè)可持續(xù)運營的協(xié)同發(fā)展模式。

  因此智能網(wǎng)聯(lián)汽車體系架構(gòu)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(gòu)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(wǎng)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(gòu)建為智能網(wǎng)聯(lián)汽車體系服務的工具鏈以及參考架構(gòu)模型庫，促進產(chǎn)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(gòu)建，為產(chǎn)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(wǎng)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(gòu)1.0，產(chǎn)業(yè)中產(chǎn)生了積極的影響和廣泛的好評?，F(xiàn)階段的體系架構(gòu)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(wǎng)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(gòu)的研究鞏固基礎;提出體系架構(gòu)框架，為產(chǎn)業(yè)協(xié)同發(fā)展提供支持;引進融合MESE方法，支持相關產(chǎn)業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型;明確架構(gòu)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(gòu)研究中進行了架構(gòu)框架研究，并提出了智能網(wǎng)聯(lián)汽車7S體系架構(gòu)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(gòu)研究現(xiàn)階段的進展與相關研究成果。首先是對體系架構(gòu)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(gòu)、功能安全、信息安全等國際標準，結(jié)合不同相關領域，構(gòu)筑了標準化的基礎理論框架，在這一理論框架內(nèi)，完善了智能網(wǎng)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(wǎng)聯(lián)汽車創(chuàng)新中心在現(xiàn)階段體系架構(gòu)研究中的一大創(chuàng)新點，首創(chuàng)了智能網(wǎng)聯(lián)汽車7S體系框架，根據(jù)國際經(jīng)驗，與智能網(wǎng)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(gòu)框架的支持，這一事實已經(jīng)在國內(nèi)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(wǎng)聯(lián)汽車創(chuàng)新中心參考主流框架基礎上，根據(jù)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(wǎng)聯(lián)汽車7S體系架構(gòu)框架。

  智能網(wǎng)聯(lián)汽車7S體系架構(gòu)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(wǎng)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(chǎn)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(gòu)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(wǎng)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(diào)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(zhuǎn)移，以及模型庫的構(gòu)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(wǎng)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(gòu)研究現(xiàn)階段成果應用方向，首先為國內(nèi)智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)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(gòu)框架構(gòu)建智能網(wǎng)聯(lián)汽車體系和參考架構(gòu)及通用模型庫。在重構(gòu)設計階段，利用參考架構(gòu)模型，減少工程落地過程中的資源浪費以及重復勞動，架構(gòu)設計和系統(tǒng)設計階段，以參考架構(gòu)的實力化，快速形成系統(tǒng)架構(gòu)設計，完成上層協(xié)調(diào)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(chǎn)品快速迭代以及規(guī)范化需求管理。同時在解決方案的數(shù)字化方面，通過7S體系架構(gòu)框架對數(shù)字化架構(gòu)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(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)業(yè)與國際先進MBSE相關工程實踐的對接。

  其次，體系架構(gòu)研究以及相關的參考架構(gòu)模型庫重大應用方向就是向國內(nèi)智能網(wǎng)聯(lián)汽車相關產(chǎn)業(yè)提供基于參考架構(gòu)的開發(fā)軟件平臺，用戶可以通過7S體系架構(gòu)框架支持構(gòu)建的參考架構(gòu)模型庫中，勾選相關的功能與模型，將參考架構(gòu)模型作為具體架構(gòu)設計和系統(tǒng)設計的模板，完善設計，形成具體架構(gòu)與系統(tǒng)模塊設計，形成包含完整的工具鏈的智能網(wǎng)聯(lián)汽車開發(fā)平臺。PARADE使國內(nèi)智能網(wǎng)聯(lián)汽車相關產(chǎn)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(cè)頂端上層需求，直至右側(cè)底部驗證階段能力，為智能網(wǎng)聯(lián)汽車開發(fā)節(jié)約大量人力、物力、財力。

  以7S架構(gòu)框架為基礎，開發(fā)眾創(chuàng)參考架構(gòu)模型平臺，構(gòu)建中國智能網(wǎng)聯(lián)汽車模型資源共享平臺，以規(guī)范化和標準化的面向?qū)ο蟮姆椒ㄒ约跋到y(tǒng)建模語言為依據(jù)，邀請產(chǎn)業(yè)各領域?qū)I(yè)力量群策群力，豐富中國方案智能網(wǎng)聯(lián)汽車的數(shù)字化模型底蘊。

  最后，通過MBSE相關方法將文檔標準轉(zhuǎn)化為模型，支持標準細化，減少智能網(wǎng)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(jīng)在西方國家進行嘗試，我們國家智能網(wǎng)聯(lián)汽車創(chuàng)新中心也已經(jīng)依據(jù)這一趨勢定義分級分類的數(shù)據(jù)流7000余項，車輛發(fā)出數(shù)據(jù)646項，車輛接收數(shù)據(jù)803項，為系統(tǒng)數(shù)據(jù)模型設計提供關鍵的指標，同時依據(jù)相關國內(nèi)標準，從應用層的車路云交互方面進行建模，支持智能網(wǎng)聯(lián)汽車標準化工作。

  應用層面，體系架構(gòu)研究推動產(chǎn)業(yè)數(shù)字化和現(xiàn)代化轉(zhuǎn)型，以及支持相關政策監(jiān)管和標準體系構(gòu)建，同時國家智能網(wǎng)聯(lián)汽車創(chuàng)新中心即將發(fā)布智能網(wǎng)聯(lián)汽車信息物理系統(tǒng)參考架構(gòu)2.0以及體系架構(gòu)藍皮書，支持完善智能網(wǎng)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(gòu)研究成果也可以提供自主創(chuàng)新的咨詢服務，通過構(gòu)建模型眾創(chuàng)平臺以及開發(fā)相關工具鏈，為產(chǎn)業(yè)提供工程咨詢服務。

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

  國家智能網(wǎng)聯(lián)汽車創(chuàng)新中心的體系架構(gòu)研究將秉承以下要點：第一，為中國智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)業(yè)添磚加瓦，通過7S體系架構(gòu)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(wǎng)聯(lián)汽車。第三，夯實基礎研發(fā)，完善參考架構(gòu)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(chǎn)權(quán)的PARADE平臺。最后互利共贏，共同進步。謝謝大家。