解读丰田“软件战略”

【编者按】丰田的意图非常明确：“在IT公司变得更像我们之前，我们需要变得更像IT公司。”

本文转自高工智能汽车，作者高工观察，经亿欧编辑，仅供业内人士参考。

没有哪个汽车品牌愿意在新技术上被拉开距离，即使许多新功能除了用户营销噱头之外并没有真正起到任何决定性作用。

主导汽车开发的“软件优先”理念，在过去一年时间，被传统汽车制造商视为对于开拓新技术和推动公司未来发展的一种态度。

上周，丰田研究院高级开发公司（TRI-AD）宣布，从2021年1月起，丰田将扩大和改进其业务部署，成为一家全新控股公司并下设两家运营公司。TRI-AD现任首席执行官詹姆斯·库夫纳(James Kuffner)将继续领导三家公司。

TRI-AD于2018年3月在日本东京成立，提供全集成、高品质的自动驾驶软件。在过去的两年里，TRI-AD负责开发丰田内部使用的驾驶辅助和自动驾驶技术。

如今，在特斯拉、大众集团等新旧势力全面开启软件竞赛的背景下，丰田希望TRI-AD未来专注于更敏捷的“软件优先”开发流程和面向服务的软件定义架构。

“当总裁丰田章男宣布丰田将成为一家移动公司时，我们意识到，要实现这一目标，我们需要强大的软件和硬件协同工作。”James Kuffner表示。

“编织”的灵感来自于三种不同形式的移动街道的外观，它们相互交叉，仿佛在新城的规划布局中交织在一起。在“编织”这个词的背后还有另一个意义，丰田公司的历史可以追溯到丰田汽车公司创始人发明的自动织布机。

接下来，控股公司（编织星球，Woven Planet Holdings）将拥有战略决策功能，扩大与外部合作伙伴的合作，创造新的商业模式和机会。

Woven CORE（编织核心），将继续负责开发丰田集团的自动驾驶技术，并将致力于通过开发、实施和扩大其自动驾驶技术在市场上的规模，进一步提高价值。

Woven Alpha（编织阿尔法），将探索业务扩展的新领域，孵化新的创新项目，如编织城市（丰田的未来城市概念）、Arene（未来汽车操作系统）和AMP（高精地图项目）。

丰田汽车掌门人丰田章男此前明确表示，科技公司是“我们的新竞争对手，速度比我们快很多倍”。在他看来，一场生死攸关的战斗已经在打响。

丰田的意图非常明确：“在IT公司变得更像我们之前，我们需要变得更像IT公司。”事实上，相比于大众成立的Car.Software，丰田的战略部署更加具体、涉及面也更广。

一、可“编程”汽车

事实上，一部分工作在去年就已经开始筹备。

在丰田TRI-AD的官网网站，我们可以看到很多Arene相关的内容。

Arene的目标是在不影响安全的前提下，通过简化车辆软件开发和增加更新频率，向所有人（企业）开放车辆编程。这将为汽车应用程序开发人员创造一个全新的市场，他们通过软件以新颖的方式将汽车融入我们的日常生活。

Arene是一个拥有最先进工具、车辆应用程序编程接口（api）和安全构建块的车辆开发平台，允许快速迭代，缩短从概念到部署的时间。Arene使开发人员和汽车制造商能够以敏捷的方式，通过频繁发布小软件增量，为客户提供持续的价值。

有了Arene，借助现代软件开发工具和最佳实践，一个新的车辆软件开发周期得以实现。Arene为开发人员提供了一套全面的工具和服务，可以将他们的想法转化为实际的工具。

使用Arene精心设计的车辆抽象层，开发者可以将相同的代码部署到任何运行Arene OS的车辆上，其中包括中间件和硬件抽象层(HAL)。

一些工具和服务包括：

应用软件开发工具包（SDK）：用于开发、测试和部署应用到仿真和真实车辆中的工具和api。应用程序可以访问车辆的特定功能，包括用户界面，传感器和执行器。

仿真和测试：使用多种车型创建虚拟场景，并使用Arene的持续集成和测试管道来执行软件在环仿真和硬件在环仿真（SILS和HILS）。

基础设施服务：使用我们基于云的数据管道，通过Ansible和Terraform模板来处理和索引数据，这些模板可以自动创建AWS沙箱。

Arene的alpha版本旨在完成从设计一个特性到通过工具自动化将其部署到车辆上的循环，从而为团队打开一个真正的开发工作流。

要运行SDK，只需要Docker。针对开发环境，所有工具都是预先安装的。我们希望每个人都能成为汽车应用程序开发人员，所以我们通过采用开放标准和软件来减少对专门工具和知识的需求。

通过具有清晰编码模式的独立于车辆的api，我们消除了集成和安全猜测（例如，UI和应用程序逻辑之间的猜测），并实施最佳实践，以提高可测试性和安全性。

API是用Rust编写的，是一个预编译的C/C++库（目前是为x86和arm构建的）。它被部署在一个ECU上可以读取、编写和验证丰田官方CAN信息，并将在未来扩展到支持更多车型。

二、高精地图众包

Automated Mapping Platform (AMP) ，是丰田牵头成立的一个开放软件平台，允许不同的合作伙伴创建和共享高精度地图，同时共享自动驾驶车辆上的数据。

AMP将允许任何开发者通过抽象底层地图技术和代码部署，自动生成与他们的车辆应用相关的高清地图数据。这些映射将通过应用程序编程接口（或api）提供。

AMP的目标是从地面道路开始，开发最全面的全球高清晰度道路和车道网络地图。此外，AMP将利用卫星图像和丰田庞大的全球车队网络，实时地不断更新地图。

这个新平台将帮助初创公司加速将自动驾驶应用程序推向市场。这项技术也将帮助开发商和城市规划者提高城市中心交通的效率和自动化，这在发达国家和新兴经济体中都是一个巨大的问题。

它还将有助于提高低水平自动化（高级驾驶员辅助系统）的效率，有助于缓解驾驶员的压力，并有助于防止出现错误加速、错误进入高速公路和碰撞的情况。

此前，丰田选择了地图初创公司Carmera（凯迪拉克北美高精地图合作方）将作为AMP生态系统合作伙伴，从东京的23个区和美国的2个城市使用“行车记录仪”来采集关键的道路特征。

该项目现阶段处于概念验证阶段，关键导航特征的相对精度目标是达到40厘米（纯粹基于视觉信息采集）。与此同时，丰田也在和TomTom、HERE等位置数据和定位技术平台合作，验证AMP采集的车辆数据的可靠性。

按照丰田的计划，一两年内大家就可以从Github下载到AMP，这个开源地图数据平台一旦启动并投入运行，丰田不仅会将公司每年销售的1,000万辆汽车产生的数据“导入”AMP，最终还会将数亿辆其他汽车的数据“充满”AMP。

每个人都可以免费使用AMP，不过作为回报，丰田希望OEM、车队、出租车公司、软件开发商与其他用户共享AMP的匿名数据。

三、软件开发：敏捷+精益

在过去，几乎所有汽车制造商都不太涉及软件开发，所需的大小软件大多由供应商开发并嵌入到独立的组件中。类似丰田这样的汽车制造商只需要负责把它们组装起来，并不需要关注里面的软件。

不过，在十年前，丰田内部就已经对传统软件开发模式提出质疑。所有的需求在编码之前完成，所有的代码在测试之前完成，等等。这在传统汽车行业称为瀑布式软件开发。

丰田表示，这种软件开发方式，会遇到各种各样的问题，有无数的案例研究说明了为什么这种开发过程不适合汽车嵌入式软件开发。

事实上，丰田早已经开始转向精益和敏捷的软件开发模式。但是他们会以丰田的方式——耐心而有条理地去做，因为敏捷本身并不是一个目标。丰田称自己的模式是：精益软件开发。

时任丰田IT部门的负责人表示，工程师的动机和技能非常关键——软件是一个创造性的过程，动机是关键。“如果工程师们觉得自己的技能通过‘可视化’得到了提高，他们就能获得工作的强烈动力。这个项目最重要的不仅是开发软件，还要培养工程师。”

而最大的障碍之一是他们之前老旧的软件架构。如果要实现敏捷开发，必须要对架构进行重大更改，同时精益和敏捷的软件开发提供了一种以迭代和增量的方式实现架构变更的方法。

不过，丰田还是特别强调了尽早测试和修复软件缺陷的重要性。

一组丰田内部测算的数据显示，在生产阶段发现的缺陷成本要比在原型阶段发现的缺陷高50倍左右。如果在生产后发现缺陷，成本要高1000-10000倍。

最典型的案例，就是普锐斯防抱死制动系统的软件程序故障。由于召回和销售损失，丰田目前在普锐斯刹车系统上花费了超过20亿美元。

而精益开发的背后，是每一行代码，每一个小时，每一个缺陷，做评估需要花费多少分钟，等等。同时，公司内部有一本详细的过程手册，来部署精益软件开发。

对现状不满是丰田根深蒂固的文化。而作为丰田Woven Planet的掌门人和丰田管理委员会的唯一一名非日籍高管，James Kuffner的目标也是确保其编写软件的系统与生产汽车的工厂一样高效。

作为此前谷歌机器人部门的负责人，James Kuffner相信，汽车行业正在将经历此前手机行业经历的过程。进入智能手机时代，强大的软件开发平台，如iOS和Android，使得各种第三方更容易参与到应用程序的开发中来，使得手机具备了更多功能。

同样的创新正在智能互联汽车领域发生。我们的梦想是提供一个由丰田集团开发的世界级的移动软件平台。我相信，我们称之为Arene的项目以及互联移动服务将成为提升丰田竞争优势的平台。