„Разговори за технологии“ е серия от интервюта, която Ви представя вдъхновяващи личности от и извън MD и света на технологиите, иновациите и много други.
В това издание се срещнахме с Герд Митермайер, глобален вицепрезидент Продуктово управление – Пазари – Проучване и развитие в MD. Разговаряме за работата му в MD ELEKTRONIK, за ролята на интернет на нещата (IoT) в съвременните автомобили и автомобилната индустрия като цяло, както и за модерните електрически системи в автомобила като техническа предпоставка за това развитие.
Герд, разкажи ни малко за себе си. Какво в работата ти те вдъхновява най-много?
След като завърших професионалното си обучение за електротехник и университет със специалност електротехника, работих повече от осем години на различни позиции в индустрията свързана с полупроводници и по-специално в областта на базовочестотните интегрални схеми*. Работя в MD от 2008 г. и в рамките на различни управленски позиции в различни ресори имах възможността активно да определям бъдещето на компанията с нови идеи и подходи. От 2013 г. насам, в ролята ми на глобален вицепрезидент по научноизследователска и развойна дейност R&D, непрекъснато развивам и разширявам областите на разработване на продукти (R&D), управление на продукти, управление на проекти, управление на иновации и управление на патенти, за които отговарям. В настоящия период, най-интересния след изобретяването на автомобила, е привилегия да можем активно да допринасяме за развитието на технологиите за предаване на данни.
Какво се разбира под термина IoT (интернет на нещата) като цяло и в частност в автомобилния сектор?
Съкращението IoT означава Internet of Things (интернет на нещата). Най-общо казано става въпрос за мрежа от физически устройства, които са свързани помежду си чрез отделни домейни и могат да обменят данни.
В автомобилната индустрия IoT се отнася по-специално до свързването на компонентите на автомобила с външни системи. Производството на тези устройства става от една страна все по-евтино, но в същото време те стават все по-„интелигентни“ и по-мощни, което дава възможност за по-широко приложение и широкообхватно свързване в мрежа в различни области на употреба, създавайки цялостна екосистема. По този начин автомобилите могат да обменят данни в реално време, което води до повишаване на ефективността, безопасността и удобството за потребителя.
По-специално, приложенията на IoT допринасят за развитието на автономните превозни средства, като позволяват безпроблемна комуникация между превозните средства (vehicle-to-vehicle, V2V) и между превозните средства и инфраструктурата (vehicle-to-infrastructure, V2I). Всички тези разработки са възможни благодарение на технологии като протокола „Ethernet” и облачните (Cloud) решения, които осигуряват бърза и автономна комуникация и изпълнение на действията.
Каква роля играе IoT в автомобилната индустрия?
Приложенията на IoT в автомобилната индустрия са разнообразни. От една страна, технологията прониква вцелия процес на създаване на стойност, а от друга, в много от настоящите автомобили вече са внедрени специфични приложения на IoT. Примерите в автомобилната индустрия включват производствени съоръжения в смисъла на Индустрия 4.0, при които машините и производствените съоръжения са свързани помежду си с цел оптимизиране на процесите и повишаване на ефективността. Това позволява по-прецизно управление на производството, подобрява контрола на качеството и намалява риска от човешки грешки. Освен това позволява подробен мониторинг и анализ на производствените данни в реално време, което спомага за идентифициране и отстраняване на проблемите в ранен стадий. IoT влияе и върху логистиката и управлението на веригата за доставки, като позволява прозрачно проследяване и управление на материали и продукти. Анализите на данни в реално време помагат да се избегнат пречки и дефицити и да се подобри ефективността на цялата верига за доставки. По време на фазата на разработване инженерите използват данни от IoT, за да проектират и тестват нови модели автомобили. Чрез анализ на данните от свързаните автомобили могат да се идентифицират тенденции и модели, които се използват при разработването на нови технологии и системи.
В автомобилите приложенията на IoT могат да се намерят в усъвършенстваните системи за подпомагане на водача (Advanced Driver Assistance Systems, ADAS), които повишават безопасността и комфорта на водача. Наред с това се използват бордовите информационно-развлекателни системи (In-Vehicle-Infotainment, IVI), които предоставят на водача и пътниците подобрени възможности за забавление и информация
Като цяло интегрирането на интернет на нещата води до цялостно свързване и дигитализация в автомобилната индустрия, което ще доведе до революция както в производствените процеси, така и в шофирането.
Да се съсредоточим върху автомобила. Каква е ролята на бордовата електрическа мрежа и по-специално на бордовата мрежа за данни?
Интернет на нещата се състои от множество малки „интелигентни контролни устройства”, които са свързани в мрежа помежду си. Тези връзки се осъществяват чрез бордовата мрежа за данни в автомобила. В исторически план съществуват различни протоколи за обмен на информация, всеки от които се използва за различни приложения. За по-ниски скорости на предаване на данни до 3-5 Mbit/s стандартно се използва шина за връзка CAN (Control Area Network). За по-високи скорости на предаване на данни се използва FlexRay, а от няколко години насам в превозните средства навлиза и протоколът Ethernet, който е в основата на интернет. Тези протоколи са от решаващо значение за осигуряването на широкообхватното и бързо предаване на данни, необходимо за съвременните автомобилни системи.
Също така технологии катоTime-Sensitive Networking (TSN)позволяват необходимата синхронизация и ниски стойности на латентност в свързаните автомобилни архитектури. Това е решаващо за ефективното и сигурно предаване на данни в реално време, което е от съществена необходимост за функциите за автономно управление и свързаните превозни средства.
Не е ли утежняващо, когато в автомобила се използват различни протоколи?
Да, не само е утежняващо, но и скъпо и отнема много време при предаването на информация. Но различните протоколи са специализирани за различни приложения и са оптимизирани за тях. Недостатъкът е, че междупротоколната комуникация може да се осъществи само с шлюзове (Gateways), т.е. електронни преводачи. Тези шлюзове увеличават както сложността, така и разходите и забавят предаването на информация. Поради тази причина през последните години се увеличиха усилията за намаляване на броя на различните протоколи и за преминаване към Ethernet, за да се осигури по-ефективна и стандартизирана комуникация в превозното средство.
Защо се върви към Ethernet, а не към друг протокол?
Както споменах в началото, Ethernet е протоколът на интернет. От вкъщи или от офиса знаем, че компютрите и другите устройства са свързани помежду си чрез Ethernet и че връзката с интернет също се осъществява чрез този протокол. Съществуват милиони устройства и полупроводникови компоненти, които поддържат Ethernet. Предизвикателството за автомобилната индустрия беше да се намали броят на необходимите медни проводници в кабела, тъй като осем отделни проводника щяха да бъдат твърде скъпи. Беше възможно обаче да се реализира специален вариант, съвместим със стандарта, само с два медни проводника, т.нар. усукана двойка. Това решение предлага високата скорост на предаване на данни и надеждността, необходими за съвременните мрежи на превозните средства.
Различните протоколи вероятно имат и различни честотни ленти, съответно различни скорости на предаване на данни. Възможно ли е чрез протокола Ethernet да се покрие всичко?
Протоколът Ethernet беше, съответно е в процес на специфициране и стандартизиране за различни скорости на предаване на данни. Първа беше версията 100 Mbit/s на стандарта IEEE 100BASE -T1. След това последва стандартът IEEE 1000BASE-T1 за варианта 1 Gbit/s. Подготвят се стандартизации за мултигигабитови скорости. Съществуват обаче и дейности по стандартизация в посока на по-ниски скорости на предаване на данни. За скорост от 10 Mbit/s е дефиниранIEEE 10BASE-T1S. Тези развития показват, че Ethernet е в състояние да покрие широк диапазон от изисквания за широчина на честотната лента и по този начин да намали броя на различните протоколи в превозното средство с цел намаляване на сложността и разходите.
Какви са предимствата на Ethernet в автомобила в сравнение с други протоколи, които се използват там в момента?
Това е добър въпрос, какви предимства има Ethernet в сравнение с другите протоколи. Ето само няколко примера. За приложенията на ADAS е важно да има минимална латентност, за да се сведе до минимум забавянето на времето между момента на откриване и действие. Тук Ethernet предлага предимства благодарение на високата скорост на предаване на данни и ниската латентност. Стандартът 100BASE-T1 е индустриален стандарт, който позволява използването на интернет протокола TCP/IP в различни приложения, като по този начин намалява сложността. В допълнение стандартите на Ethernet, като например Audio Video Bridging (AVB) и Time-Sensitive Networking (TSN), дават възможност за нови приложения, които разчитат на прецизна синхронизация на времето. Освен това простото окабеляване с усукани кабели (екранирани или неекранирани) може да спести разходи в електрическата система на превозното средство, което води доикономически изгодновнедряване. Автомобилният Ethernet е гъвкав и мащабируем, което улеснява интеграцията с облачни услуги и потребителски продукти. Наред с това могат да се използват по-малко на брой и по-къси кабели, което намалява теглото и разходите. Не на последно място, Ethernet може да поддържа различни физически слоеве, което улеснява адаптирането му към различни случаи на използване.
Как конкретно MD помага за по-нататъшното утвърждаване на IoT в автомобилната индустрия?
Още от първоначалните дискусии в рамките на работни групи ние подкрепихме разработването на нови компоненти чрез активни високочестотни измервания и интерпретация на резултатите. През това време успяхме да предоставим и първите модели за разширени измервания и дискусии. Ранната техническа координация с производителите на полупроводници и контролни уреди дава възможност за по-бързо предоставяне и оценка на новите компоненти. Наред с това продуктовото портфолио на MD включва всички необходими компоненти, както и високообемно и високоавтоматизирано серийно производство. Ето защо MD е идеален партньор от идеята до серийното производство за всички участници в индустрията по света.
Герд, искрени благодарности за супер интересния разговор!
Интернет на нещата като ключ към автомобилния транспорт на бъдещето и много повече
Интернет на нещата (Internet of Things, IoT) играе ключова роля в автомобила на бъдещето, за автономното шофиране и комуникацията между превозните средства и инфраструктурата. В същото време IoT става все по-важна част от целия процес на създаване на стойност в автомобилната индустрия. В самия автомобил тенденцията е къмсвързани автомобилни архитектурис по-ниска сложност и по-висока икономическа ефикасност. Автомобилният Ethernet, със своята гъвкавост, висока скорост на трансфер на данни и ниска латентност, все повече се превръща в определящ протокол в бордовата мрежа. MD ELEKTRONIK участва в това развитие още от първите обсъждания в рамките на работни групи и допринася със значителен капацитет за тестване и експертен опит в процеса.
Мощните и изключително надеждни връзки за пренос на данни са гръбнакът на мобилността на утрешния ден. MD ELEKTRONIK е лидер в тези технологии и ги движи напред с международна мрежа от експерти. Свържете се с нас сега и научете повече за последните иновации!
Gerd Mittermaier
Герд Митермайер, глобален вицепрезидент „Продуктово управление – Пазари – Проучване и развитие“, отговаря за разработването на продукти, управлението на иновациите, управлението на продукти и патенти в рамките на MD Group. Той е ентусиаст относно най-новите технологии за комуникация и свързано шофиране в автомобилната индустрия. Благодарение на своя над 15-годишен опит в индустрията и 12-годишна управленска отговорност в областта на техническото обслужване на клиентите, разпространението, проучването и развитието той е експерт в тези области. В допълнение към тесния си контакт с производителите на автомобили той поддържа също активна комуникация с производители на полупроводници от предишната си дейност като разработчик на полупроводници.
Чрез техническите офиси на MD, създадени от него в Сан Хосе, Калифорния, САЩ, и Шънджън, Китай, MD Group има възможност да поддържа активни контакти в глобалните технологични центрове.
* * Базовочестотните интегрални схеми (Baseband-ICs) обработват и управляват сигналите от базовата честотна лента в комуникационните системи. Тези сигнали произхождат директно от източника и все още не са модулирани.