Между платформената стратегия и индивидуализацията: Предизвикателства пред съвременната архитектура на бордовите мрежи

Тобиас, разкажи ни малко за себе си. Какво в работата ти те вдъхновява най-много?

Работя в MD от 2019 г. – първоначално като приложен инженер за нашите международни клиенти, а сега в техническото управление на продукти за отдела за многожилни кабели.
Преди това в продължение на шест години успях да натрупам ценен практически опит в сферата на Mobile Media Headunits, от който все още се възползвам всеки ден. Намирам за особено вълнуващ директния контакт с клиенти по целия свят и възможността за внедряване на нови технологии заедно с международен екип.

Платформените стратегии на OEM производителите обещават икономии от мащаба – също и в областта на бордовите мрежи. В същото време обаче тенденцията е към нарастваща индивидуализация. Кои са най-големите предизвикателства тук?

С всяко поколение автомобили значението и сложността на бордовите мрежи продължават да се увеличават. Ето защо е много важно да се обърне внимание на мащабируемостта още при разработването на компонентите за бордовите мрежи. Трябва да се вземат предвид както стандартизираните изисквания на платформите, така и специфичните за автомобилите характеристики. Това обаче води до конфликт на целите: Колкото повече стандартизирате, толкова по-трудно става изпълнението на всяко желание за индивидуализация, което потребителите изискват във времената на „Mass Customization“. Така че има два подхода: Или автомобилът съдържа много опционални проводници „за всеки случай“, или се използват отделни проводници поотделно за всяка възможна комбинация. И двата подхода имат своите недостатъци, поради което е важно в практиката да се намери компромис. Това разяснява предизвикателството за съчетаване на икономиите от мащаба и индивидуализацията в тази област.

Какво конкретно въздействие оказва това върху архитектурата на бордовите мрежи? 

В хода на развитието към зонова архитектура може да се наблюдава ясна тенденция към модуларизация на бордовата мрежа. Вместо един непрекъснат кабелен сноп днес се използват няколко модула или сегмента, които се комбинират в зависимост от варианта на автомобила.  Основата за това е централна гръбначна мрежа, която свързва зоните помежду им и с централните устройства за управление. Всяка зона получава собствен малък набор кабели за локалните елементи. Вече не е необходим напълно индивидуален главен кабелен сноп за всеки модел. Този модулен подход с обща гръбначна мрежа и само няколко модула на зона, различни според оборудването, опростява дизайна, позволява повторното използване на доказани части в различни модели и помага изключително много за все по-кратките цикли на разработка. Същевременно се насърчава стандартизацията на интерфейси, конектори и дори на цели кабелни щрангове. Многофункционалното използване на изпитани и доказани елементи позволява да се използват икономии от мащаба. Производството на по-малко сложни кабелни снопове, от своя страна, опростява автоматизираното производство. Тук има голям потенциал за отдалечаване от чисто ръчното производство. Интегрирането на роботи и коботи в производството предлага възможност за разработване на нови, рентабилни производствени концепции и следователно трябва да се взема предвид от самото начало при новите разработки.

Как точно трябва да изглежда стандартизацията на проводниците за данни?

Стандартизацията е от решаващо значение за постигане на икономии от мащаба. За целта механичните и електрическите точки на свързване трябва да бъдат дефинирани унифицирано.

Механично това означава например, че навсякъде се използват съвместими конектори, които са кодирани и съвместими един с друг. Освен това хармонизирането на конекторите помага за минимизиране на броя на различните интерфейси. Само чрез редуцирането се намалява сложността на дизайна и се увеличава използването на едни и същи компоненти. Днес вече често се използват така наречените хибридни конектори, които комбинират захранване и данни в един-единствен конектор. Това елиминира необходимостта от множество отделни конектори на всеки модул, опростявайки монтажа и спестявайки материали, разходи и място.

Все по-автоматизираното производство намалява също и усилията при тестване. С помощта на изкуствен интелект например могат да се използват подобрени и безконтактни системи за тестване. 

На ниво електричество по-малкото различни интерфейси водят и до по-малко източници на грешки. Въпреки това има и предизвикателства. Например трябва да се преодолеят електромагнитните и термичните влияния. Възможен пример за стандартизация и опростяване би бил модул за външно огледало, в който един кабел би могъл да осигурява захранването на асистента за мъртвия ъгъл, нагревателния елемент и камерите за 360° изглед, както и преноса на данни за системите за асистенция – в зависимост от оборудването. Видеосигналът се предава чрез автомобилния Ethernet протокол. По този начин отпада необходимостта от множество отделни кабелни щрангове. Това спестява място, намалява теглото и опростява монтажа.

До каква степен виждате софтуерно базираните функции като възможност за прилагане на индивидуализацията повече чрез софтуерни, отколкото чрез индивидуални хардуерни решения в бъдеще?

Чрез прехвърляне на функциите в софтуера може допълнително да се стандартизира хардуерът. Това означава, че разработваме многофункционални кабелни щрангове, които запазват физическото си изпълнение, но позволяват различни функции в зависимост от активирането на софтуера. Това означава, че определени функции могат да бъдат предварително инсталирани, но активирани или разширени едва по-късно – просто чрез Over-the-Air актуализация. Добър пример за това е Rear Seat Entertainment. Наборът от кабели за втория ред седалки може да бъде проектиран да поддържа както прости функции за зареждане чрез USB, така и пълноценни медийни модули с дисплеи, сензорно управление и възможности за стрийминг – всичко това чрез едни и същи конектори и проводници за данни. Потребителят решава по-късно дали иска да активира функцията. Нови функции като интеграция на приложения, допълнителни медийни източници или огледално показване на екрана могат да бъдат добавени по-късно чрез софтуер, без да са необходими нов хардуер или кабелни връзки. За производителя това означава по-малко варианти в набора от проводници, по-голям брой – съответно осезаеми икономии от мащаба и потенциал за изцяло нови източници на доходи. За крайните клиенти възниква допълнителна добавена стойност чрез максимална гъвкавост и индивидуализация през целия жизнен цикъл на автомобила. По отношение на дизайна на кабелния сноп софтуерно базираните инструменти, като Цифров близнак или автоматизирана маршрутизация, могат да доведат до подобрения още при разработката.

Каква роля играе MD ELEKTRONIK в този преход към модулни, зонови бордови мрежи на бъдещето?

В MD ELEKTRONIK ние прилагаме цялостен подход при съвместното проектиране на модулни и зонални бордови мрежи, за да използваме максимално икономиите от мащаба. Нашият фокус е не само върху доставката на конфекционирани елементи, а и върху разработването на оптималното решение съвместно с клиента. Това започва с разработването на конектори, както и с разработването и изграждането на собствени производствени мощности и решения за автоматизация. С тази комбинация от продуктово и производствено ноу-хау ние можем активно да подпомагаме нашите клиенти при внедряването на бордови мрежови архитектури от следващо поколение – с гъвкави серийни решения, които отговарят на всяка платформена стратегия.

Тобиас, много ти благодаря за вълнуващото интервю!