’industria automobilistica europea si trova ad affrontare una serie di sfide: la decarbonizzazione sta imponendo un importante passaggio verso i propulsori elettrici e le tecnologie di stoccaggio dell’energia; le preferenze degli utenti del settore stanno cambiando con il progredire della digitalizzazione; gli sviluppi geopolitici stanno frammentando il mercato globale e minacciando la fornitura di materie prime critiche; nuovi attori stanno entrando nei mercati con prototipi di veicoli che sfidano l’industria automobilistica “classica”.
Questi fattori, sebbene di natura diversa, stanno mettendo a rischio la competitività delle tradizionali strutture industriali italiane ed europee. Queste strutture sono altamente sofisticate e complesse, come si riflette, ad esempio, nelle relazioni altamente sviluppate tra OEM e fornitori. Fino a dieci anni fa, l’opinione generale era che i nuovi arrivati sul mercato avrebbero inevitabilmente fallito a causa di questo ostacolo legato alla complessità. Il gran numero di start-up automobilistiche provenienti dalla Cina, ma recentemente anche dagli Stati Uniti, ha dimostrato che non è più così. Al contrario, come in ogni mercato sempre più dominato dalle tecnologie digitali, i veloci stanno battendo i lenti e gli operatori storici vengono sconfitti dagli aggressori innovativi.
In termini di modelli di business e di organizzazione del settore, anche la tradizionale struttura a più livelli dei fornitori subirà drastici cambiamenti nei prossimi anni come risultato di queste molteplici trasformazioni parallele: La supremazia degli OEM sarà messa in discussione, i fornitori di software avranno un ruolo sempre più importante e diverso da quello tradizionale e potremmo ritrovarci con un panorama completamente rimodellato di nuovi fornitori Tier 1 e nuovi OEM. È quindi importante che gli Stati membri dell’UE creino un’atmosfera in cui le nuove idee non solo possano fiorire, ma in cui le nuove aziende possano essere aiutate a raggiungere rapidamente il mercato.
La creazione di un simile ambiente in Europa è di per sé un obiettivo molto ambizioso, data la situazione del settore e le relazioni storicamente sviluppate tra gli attori. Ma il progetto HAL4SDV andrà ben oltre, lavorando verso standard, competenze e componenti comuni.
A tal fine, questo progetto mira a fornire una gamma di soluzioni software, strumenti e metodi che saranno resi disponibili come open source con un TRL di 4 e 5 verso la fine del progetto da un lato, e soluzioni basate su IP dall'altro. D'altra parte, i livelli TRL da 4 a 5 si integrano e si collegano all'open source. Considerata la situazione molto eterogenea che affrontiamo attualmente, con molte iniziative indipendenti e non coordinate che agiscono quasi come “isole” in attività di ricerca e sviluppo più piccole o più grandi, questo rappresenterebbe un enorme passo avanti nella direzione di razionalizzare gli sforzi e diventare molto più produttivi nel settore target di astrazione hardware. I partner del settore sarebbero quindi in grado di attingere a questo ricco bacino di componenti e strumenti software (open source). I partner accademici, invece, si concentreranno sul riempimento della pipeline dal basso verso l’alto (i.e.: TRLs 1-3). Idealmente, attraverso HAL4SDV, si formerà un ecosistema sostenibile, creando una rete tra organizzazioni di ricerca, fornitori di tecnologia ed OEM del tipo che si è rivelato così efficace negli Stati Uniti (Stanford U, CMU vs. Tesla, Rivian, Waymo, ... ) e sta iniziando a generare enorme valore in Cina (Tsinghua U, CAS vs. Baidu, Tencent, Pony AI, BYD, ...).
Mentre i nuovi operatori si concentrano sullo sviluppo di nuove auto con interfacce di guida e qualità di guida superiori basate sulle tecnologie software più recenti e prive di componenti legacy, gli operatori storici sono ostacolati dalla necessità di risolvere i problemi software attuali e di mantenere la compatibilità con le versioni precedenti del software mentre il loro software soffre di problemi di scarsa portabilità. Inoltre, mantenere un livello minimo di sicurezza informatica per tutti questi sistemi proprietari diventa proibitivo per le aziende con poca esperienza in un settore così altamente dinamico. A peggiorare le cose, anche se ci fosse la volontà di passare a componenti software co-sviluppate, il costo sarebbe spesso più elevato rispetto alla modifica del vecchio componente, il che ovviamente comporta un posizionamento sfavorevole rispetto ai leader di mercato.
Le architetture di elaborazione delle informazioni nei veicoli si stanno generalmente evolvendo verso archetipi incentrati sul dominio e incentrati sulla zona/veicolo, ridefinendo il modo in cui i sistemi e le funzioni software dovrebbero essere costruiti e integrati. Dal punto di vista software, consentire aggiornamenti via etere – sia da un punto di vista normativo che come mezzo per soddisfare le aspettative dei consumatori – presenta sfide specifiche in termini di gestione delle versioni e sicurezza.
Più in generale, la complessità sta aumentando in modo esponenziale a causa dell’introduzione di funzionalità più complesse e distribuite (ad esempio: guida autonoma e infotainment) e della necessità di integrare molteplici funzioni all’interno e tra i domini di bordo e fuori bordo. Di conseguenza, i costi di produzione, implementazione e manutenzione del software per il mercato automobilistico a basso volume (rispetto, ad esempio, agli smartphone) stanno diventando sempre più difficili per gli OEM. Per i fornitori di livello 1, anche il costo di adattamento dei moduli standardizzati (se ne hanno) alle architetture target degli OEM e alle loro singole linee di automobili sta diventando ingestibile. Inoltre, l’aumento della complessità del software supera di gran lunga l’aumento della produttività del software. Mentre anche i leader tecnologici sono in difficoltà, gli OEM automobilistici restano indietro.
Allo stesso tempo, il divario prestazionale tra gli attori del settore è significativo, soprattutto nel software. La complessità è ulteriormente esacerbata da implementazioni altamente personalizzate in tutto il settore, che comportano un elevato livello di sforzi ridondanti per adattarsi alle diverse tecnologie e una perdita complessiva di efficienza per l’industria automobilistica europea.
Queste sono le ragioni, quindi, per cui è imperativo per gli OEM europei ridurre drasticamente lo sforzo di sviluppo del software, riducendo allo stesso tempo drasticamente i tempi di sviluppo e migliorando la qualità.
È chiaro che l’elettronica automobilistica e le architetture software sono al centro di tutte le attività e svolgono un ruolo centrale nella ristrutturazione dell’intero settore. Riteniamo che, sebbene le sfide future siano numerose e scoraggianti, anche se guardiamo solo alle questioni tecnologiche, il punto di partenza ideale è l’hardware, anche perché l’Europa è molto forte nella fornitura di chip all’industria automobilistica globale: l’Europa è il numero uno nei semiconduttori automobilistici. È quindi opportuno concentrarsi sull’hardware e, come primo passo naturale “verso l’alto” nella direzione di una piattaforma europea Software Defined Vehicle (SDV), concentrarsi sulla portabilità sia del software critico per la sicurezza funzionale che di quello non critico, vale a dire, per fornire un accesso e un'interfaccia comuni per i livelli software sopra i livelli di astrazione dell'hardware e dell'hypervisor.
Il progetto proposto lavorerà per raggiungere i seguenti risultati entro la fine del periodo di finanziamento:
- Un’architettura di riferimento concettuale per uno strato di astrazione hardware per Software Defined Vehicle che soddisfi i requisiti di safety, security e di Real Time per veicoli a motore.
- Un insieme di strumenti software per facilitare lo sviluppo del software e ridurre gli sforzi ed i costi di integrazione, basandosi su ed in collegamento con le principali iniziative del software nel settore;
- La dimostrazione dell'applicabilità di quanto prodotto attraverso prototipi ed implementazioni di riferimento open source.
L'obiettivo generale di HAL4SDV, è fornire un ambiente che consenta l'integrazione perfetta di elementi costitutivi (Building Blocks) e componenti COTS come sistemi operativi, hypervisor, ecc (siano tali componenti open source o meno), nonché applicazioni che consentano agli OEM di creare il software di bordo del veicolo in modo efficiente, con tempi e costi inferiori e adatto agli aggiornamenti “Over the Air” (OtA).
Questi fattori, sebbene di natura diversa, stanno mettendo a rischio la competitività delle tradizionali strutture industriali italiane ed europee. Queste strutture sono altamente sofisticate e complesse, come si riflette, ad esempio, nelle relazioni altamente sviluppate tra OEM e fornitori. Fino a dieci anni fa, l’opinione generale era che i nuovi arrivati sul mercato avrebbero inevitabilmente fallito a causa di questo ostacolo legato alla complessità. Il gran numero di start-up automobilistiche provenienti dalla Cina, ma recentemente anche dagli Stati Uniti, ha dimostrato che non è più così. Al contrario, come in ogni mercato sempre più dominato dalle tecnologie digitali, i veloci stanno battendo i lenti e gli operatori storici vengono sconfitti dagli aggressori innovativi.
In termini di modelli di business e di organizzazione del settore, anche la tradizionale struttura a più livelli dei fornitori subirà drastici cambiamenti nei prossimi anni come risultato di queste molteplici trasformazioni parallele: La supremazia degli OEM sarà messa in discussione, i fornitori di software avranno un ruolo sempre più importante e diverso da quello tradizionale e potremmo ritrovarci con un panorama completamente rimodellato di nuovi fornitori Tier 1 e nuovi OEM. È quindi importante che gli Stati membri dell’UE creino un’atmosfera in cui le nuove idee non solo possano fiorire, ma in cui le nuove aziende possano essere aiutate a raggiungere rapidamente il mercato.
La creazione di un simile ambiente in Europa è di per sé un obiettivo molto ambizioso, data la situazione del settore e le relazioni storicamente sviluppate tra gli attori. Ma il progetto HAL4SDV andrà ben oltre, lavorando verso standard, competenze e componenti comuni.
A tal fine, questo progetto mira a fornire una gamma di soluzioni software, strumenti e metodi che saranno resi disponibili come open source con un TRL di 4 e 5 verso la fine del progetto da un lato, e soluzioni basate su IP dall'altro. D'altra parte, i livelli TRL da 4 a 5 si integrano e si collegano all'open source. Considerata la situazione molto eterogenea che affrontiamo attualmente, con molte iniziative indipendenti e non coordinate che agiscono quasi come “isole” in attività di ricerca e sviluppo più piccole o più grandi, questo rappresenterebbe un enorme passo avanti nella direzione di razionalizzare gli sforzi e diventare molto più produttivi nel settore target di astrazione hardware. I partner del settore sarebbero quindi in grado di attingere a questo ricco bacino di componenti e strumenti software (open source). I partner accademici, invece, si concentreranno sul riempimento della pipeline dal basso verso l’alto (i.e.: TRLs 1-3). Idealmente, attraverso HAL4SDV, si formerà un ecosistema sostenibile, creando una rete tra organizzazioni di ricerca, fornitori di tecnologia ed OEM del tipo che si è rivelato così efficace negli Stati Uniti (Stanford U, CMU vs. Tesla, Rivian, Waymo, ... ) e sta iniziando a generare enorme valore in Cina (Tsinghua U, CAS vs. Baidu, Tencent, Pony AI, BYD, ...).
Mentre i nuovi operatori si concentrano sullo sviluppo di nuove auto con interfacce di guida e qualità di guida superiori basate sulle tecnologie software più recenti e prive di componenti legacy, gli operatori storici sono ostacolati dalla necessità di risolvere i problemi software attuali e di mantenere la compatibilità con le versioni precedenti del software mentre il loro software soffre di problemi di scarsa portabilità. Inoltre, mantenere un livello minimo di sicurezza informatica per tutti questi sistemi proprietari diventa proibitivo per le aziende con poca esperienza in un settore così altamente dinamico. A peggiorare le cose, anche se ci fosse la volontà di passare a componenti software co-sviluppate, il costo sarebbe spesso più elevato rispetto alla modifica del vecchio componente, il che ovviamente comporta un posizionamento sfavorevole rispetto ai leader di mercato.
Le architetture di elaborazione delle informazioni nei veicoli si stanno generalmente evolvendo verso archetipi incentrati sul dominio e incentrati sulla zona/veicolo, ridefinendo il modo in cui i sistemi e le funzioni software dovrebbero essere costruiti e integrati. Dal punto di vista software, consentire aggiornamenti via etere – sia da un punto di vista normativo che come mezzo per soddisfare le aspettative dei consumatori – presenta sfide specifiche in termini di gestione delle versioni e sicurezza.
Più in generale, la complessità sta aumentando in modo esponenziale a causa dell’introduzione di funzionalità più complesse e distribuite (ad esempio: guida autonoma e infotainment) e della necessità di integrare molteplici funzioni all’interno e tra i domini di bordo e fuori bordo. Di conseguenza, i costi di produzione, implementazione e manutenzione del software per il mercato automobilistico a basso volume (rispetto, ad esempio, agli smartphone) stanno diventando sempre più difficili per gli OEM. Per i fornitori di livello 1, anche il costo di adattamento dei moduli standardizzati (se ne hanno) alle architetture target degli OEM e alle loro singole linee di automobili sta diventando ingestibile. Inoltre, l’aumento della complessità del software supera di gran lunga l’aumento della produttività del software. Mentre anche i leader tecnologici sono in difficoltà, gli OEM automobilistici restano indietro.
Allo stesso tempo, il divario prestazionale tra gli attori del settore è significativo, soprattutto nel software. La complessità è ulteriormente esacerbata da implementazioni altamente personalizzate in tutto il settore, che comportano un elevato livello di sforzi ridondanti per adattarsi alle diverse tecnologie e una perdita complessiva di efficienza per l’industria automobilistica europea.
Queste sono le ragioni, quindi, per cui è imperativo per gli OEM europei ridurre drasticamente lo sforzo di sviluppo del software, riducendo allo stesso tempo drasticamente i tempi di sviluppo e migliorando la qualità.
È chiaro che l’elettronica automobilistica e le architetture software sono al centro di tutte le attività e svolgono un ruolo centrale nella ristrutturazione dell’intero settore. Riteniamo che, sebbene le sfide future siano numerose e scoraggianti, anche se guardiamo solo alle questioni tecnologiche, il punto di partenza ideale è l’hardware, anche perché l’Europa è molto forte nella fornitura di chip all’industria automobilistica globale: l’Europa è il numero uno nei semiconduttori automobilistici. È quindi opportuno concentrarsi sull’hardware e, come primo passo naturale “verso l’alto” nella direzione di una piattaforma europea Software Defined Vehicle (SDV), concentrarsi sulla portabilità sia del software critico per la sicurezza funzionale che di quello non critico, vale a dire, per fornire un accesso e un'interfaccia comuni per i livelli software sopra i livelli di astrazione dell'hardware e dell'hypervisor.
Il progetto proposto lavorerà per raggiungere i seguenti risultati entro la fine del periodo di finanziamento:
- Un’architettura di riferimento concettuale per uno strato di astrazione hardware per Software Defined Vehicle che soddisfi i requisiti di safety, security e di Real Time per veicoli a motore.
- Un insieme di strumenti software per facilitare lo sviluppo del software e ridurre gli sforzi ed i costi di integrazione, basandosi su ed in collegamento con le principali iniziative del software nel settore;
- La dimostrazione dell'applicabilità di quanto prodotto attraverso prototipi ed implementazioni di riferimento open source.
L'obiettivo generale di HAL4SDV, è fornire un ambiente che consenta l'integrazione perfetta di elementi costitutivi (Building Blocks) e componenti COTS come sistemi operativi, hypervisor, ecc (siano tali componenti open source o meno), nonché applicazioni che consentano agli OEM di creare il software di bordo del veicolo in modo efficiente, con tempi e costi inferiori e adatto agli aggiornamenti “Over the Air” (OtA).