《智能網(wǎng)聯(lián)汽車信息物理系統(tǒng)參考架構(gòu)2.0》發(fā)布

          第八屆國際智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)年會(huì)(CICV2021)于2021年5月25日在北京亦創(chuàng)國際會(huì)展中心隆重開幕，清華大學(xué)教授、國家智能網(wǎng)聯(lián)汽車創(chuàng)新中心首席科學(xué)家、中國智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新聯(lián)盟專家委員會(huì)主任李克強(qiáng)在開幕式上正式發(fā)布《智能網(wǎng)聯(lián)汽車信息物理系統(tǒng)參考架構(gòu)2.0》(以下簡稱“《參考架構(gòu)2.0》”)。

          《智能網(wǎng)聯(lián)汽車信息物理系統(tǒng)參考架構(gòu)1.0》自2019年發(fā)布以來，初步構(gòu)建了支持車路云協(xié)同控制、面向業(yè)務(wù)可靈活定制、技術(shù)中立可持續(xù)演進(jìn)的設(shè)計(jì)方法和參考框架，從產(chǎn)業(yè)、功能、物理和通信四個(gè)視圖描述架構(gòu)，初步形成了基于參考架構(gòu)的模型、模型庫以及設(shè)計(jì)工具等的研究思路和關(guān)鍵技術(shù)總結(jié)。在此基礎(chǔ)上，為應(yīng)對(duì)復(fù)雜大系統(tǒng)研究理論和方法在ICV領(lǐng)域的不足及ICV在跨領(lǐng)域研制所涌現(xiàn)出的新的關(guān)鍵技術(shù)和難點(diǎn)，《參考架構(gòu)2.0》在繼承了1.0的階段成果和研究思路的基礎(chǔ)上，在2.0階段，充分的參考了國際標(biāo)準(zhǔn)和國內(nèi)外軍工領(lǐng)域在復(fù)雜大系統(tǒng)研究中的理論和方法，在CPS與ICV結(jié)合應(yīng)用研究的理論、方法、工具等方面有所突破，比較全面的論證了作為復(fù)雜大系統(tǒng)的智能網(wǎng)聯(lián)汽車信息物理系統(tǒng)從體系到系統(tǒng)、從框架到架構(gòu)等不同層級(jí)，不同視角，不同范圍的理論和方法，做到了自身理論體系的嚴(yán)謹(jǐn)性和完備性。為后續(xù)進(jìn)一步的產(chǎn)業(yè)應(yīng)用和落地實(shí)施構(gòu)建起了扎實(shí)的“理論根基”。

          發(fā)布會(huì)上，李克強(qiáng)教授圍繞“背景與意義”“工作方法和進(jìn)展”“階段性成果”“實(shí)施路徑與建議”四部分內(nèi)容做出了介紹與解讀。

          下文將對(duì)《參考架構(gòu)2.0》部分核心內(nèi)容進(jìn)行介紹。

          核心內(nèi)容1：ICVCPS核心概念定義

          CPS是支撐信息化和工業(yè)化深度融合的一套綜合技術(shù)體系，又是數(shù)據(jù)價(jià)值提升與業(yè)務(wù)流程再造的規(guī)則體系，還是一種具有層次性和系統(tǒng)性的系統(tǒng)形式。“信息”體現(xiàn)了控制(Control)、通信(Communication)、協(xié)同(Cooperation)、云化(Cloudization)、計(jì)算(Computation)和推演(Calculate),可描述為信息空間。“物理”可描述為物理空間，進(jìn)一步指代物理實(shí)體，指人、機(jī)、物等在物理世界中真實(shí)存在、可見的形體。信息空間和物理空間的共同作用，相輔相成才能支撐起CPS的完整實(shí)現(xiàn)。

          從智能網(wǎng)聯(lián)汽車全生命周期和主要不同利益攸關(guān)者考慮，按照不同的階段，可將ICVCPS分為四種：

          ICVDCPS：智能網(wǎng)聯(lián)汽車研發(fā)設(shè)計(jì)信息物理系統(tǒng)

          ICVMCPS：智能網(wǎng)聯(lián)汽車生產(chǎn)制造信息物理系統(tǒng)

          ICVVCPS：智能網(wǎng)聯(lián)汽車車用信息物理系統(tǒng)

          ICVOMCPS：智能網(wǎng)聯(lián)汽車運(yùn)行管理信息物理系統(tǒng)

          ICVCPS的四種分類

          核心內(nèi)容2：復(fù)雜大系統(tǒng)研制的支撐方法論和工具鏈

          ICVCPS是典型的復(fù)雜大系統(tǒng)，涉及的智能網(wǎng)聯(lián)汽車，智能交通系統(tǒng)，云控系統(tǒng)其實(shí)是站在汽車，交通，云控三個(gè)不同視角觀察ICVCPS而得到的，它們與智能網(wǎng)聯(lián)汽車參與的復(fù)雜大系統(tǒng)的關(guān)系為“三位一體”。

  智能網(wǎng)聯(lián)汽車參與的復(fù)雜大系統(tǒng)(SystemofSystems，SoS)

          ICVCPS作為復(fù)雜大系統(tǒng)，無論是從技術(shù)層面還是產(chǎn)業(yè)層面都呈現(xiàn)出了比傳統(tǒng)燃油汽車更多的新特點(diǎn)，其研制所需要的方法和流程也必然對(duì)傳統(tǒng)研制方式構(gòu)成挑戰(zhàn)。參考國際主流標(biāo)準(zhǔn)和復(fù)雜大系統(tǒng)研制范式，提出了將體系工程、系統(tǒng)工程引入到ICVCPS的研制過程中。在ICV領(lǐng)域首次提出了智能網(wǎng)聯(lián)汽車7S體系架構(gòu)框架，并以此規(guī)則捕獲、梳理、分析形成體系級(jí)需求。然后將體系級(jí)需求傳遞到采用基于模型的系統(tǒng)工程(MBSE)的系統(tǒng)級(jí)研制過程中，經(jīng)過需求工程、系統(tǒng)建模與分析、系統(tǒng)仿真與驗(yàn)證、功能和預(yù)期功能安全分析等過程，最后通過數(shù)字主線打通所有模型驅(qū)動(dòng)的數(shù)據(jù)和模型傳遞鏈路，實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一數(shù)據(jù)源和協(xié)同開發(fā)?！秴⒖技軜?gòu)2.0》全面展示了打造ICVCPS中國方案的愿景，提供了適合國情的系統(tǒng)建設(shè)方法論，期望牽引行業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展。同時(shí)，依托方法論革新ICVCPS創(chuàng)新研發(fā)范式，構(gòu)思了基礎(chǔ)理論-方法論-總體設(shè)計(jì)平臺(tái)-具體工具的全鏈生態(tài)的建設(shè)方向，以期助力產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新升級(jí)，提升國際競爭力。

基于參考架構(gòu)的開發(fā)環(huán)境平臺(tái)

          核心內(nèi)容3：ICVCPS參考架構(gòu)

          針對(duì)ICV研發(fā)設(shè)計(jì)CPS、ICV車用CPS、ICV運(yùn)行管理CPS分別提出了參考架構(gòu)，并就每種類型的ICVCPS在功能架構(gòu)、邏輯架構(gòu)、分層架構(gòu)方面詳細(xì)闡述了其各自的功能、邏輯和分級(jí)內(nèi)容?；趨⒖技軜?gòu)，ICVCPS的設(shè)計(jì)與實(shí)施從前到后依次為：7S體系架構(gòu)框架作為ICVCPS設(shè)計(jì)的體系層輸入依據(jù);MBSE設(shè)計(jì)方法作為具體設(shè)計(jì)步驟;數(shù)字主線技術(shù)連接四大ICVCPS。

基于7S的ICVCPS架構(gòu)框架

          核心內(nèi)容4：ICVCPS關(guān)鍵技術(shù)和初步應(yīng)用案例

          針對(duì)ICVCPS的落地所需要的關(guān)鍵技術(shù)體系架構(gòu)進(jìn)行總體構(gòu)思，分別概括了不同ICVCPS類型的總體技術(shù)、支撐技術(shù)和核心技術(shù)。最后以ICV運(yùn)行管理CPS在典型AVP場(chǎng)景的設(shè)計(jì)為案例，初步展示了支撐ICVCPS設(shè)計(jì)與實(shí)施的方法論和應(yīng)用范式。

ICVCPS技術(shù)體系

          作為集合了智能網(wǎng)聯(lián)汽車、智能交通和信息物理系統(tǒng)的綜合性概念，智能網(wǎng)聯(lián)汽車信息物理系統(tǒng)可以通過汽車、交通、通信、信息等行業(yè)產(chǎn)品和系統(tǒng)間的一體化設(shè)計(jì)、研發(fā)、仿真、驗(yàn)證、部署和運(yùn)營，實(shí)現(xiàn)異構(gòu)信息系統(tǒng)和物理系統(tǒng)間的安全可靠的協(xié)同與互操作，支持智能網(wǎng)聯(lián)汽車可靠、高效、實(shí)時(shí)的感知與決策控制，提高駕乘舒適度和便捷性，提升交通安全和效率水平。當(dāng)前，智能網(wǎng)聯(lián)汽車發(fā)展正處于關(guān)鍵期、攻關(guān)期，為了能夠全面推進(jìn)中國方案智能網(wǎng)聯(lián)汽車信息物理系統(tǒng)的建設(shè)，需要以全鏈條、全維度、全范疇參考架構(gòu)為依托，基于基礎(chǔ)理論體系，突破關(guān)鍵技術(shù)體系，加速ICVCPS的落地示范應(yīng)用。

          下一步，研究團(tuán)隊(duì)將把握產(chǎn)業(yè)技術(shù)發(fā)展脈搏，持續(xù)更新完善《智能網(wǎng)聯(lián)汽車信息物理系統(tǒng)參考架構(gòu)》，支持我國智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展實(shí)踐。同時(shí)，呼吁行業(yè)參考關(guān)鍵共性技術(shù)體系架構(gòu)，集中力量突破相關(guān)關(guān)鍵共性技術(shù)，為中國智能網(wǎng)聯(lián)汽車信息物理系統(tǒng)早日落地應(yīng)用，服務(wù)產(chǎn)業(yè)和社會(huì)貢獻(xiàn)智慧。

圖：ICVCPS的落地實(shí)施路徑展望