Die Cloud als Datenplattform und Integrator im/fürs Auto

Die Autobranche erkennt zunehmend den geschäftlichen Wert der Daten aus den Fahrzeugen. Um diese Daten zu sammeln, auszuwerten und zu monetarisieren, nutzen die Hersteller die Cloud. Aber auch für die Fahrzeugentwicklung spielt die Cloud eine immer wichtigere Rolle. Für eine ganzheitliche Auffassung von Cloud und Edge (also Fahrzeug) warb Marc Solsona Palomar von Amazon Web Services (AWS) auf dem 26. Automobil-Elektronik Kongress (AEK) in Ludwigsburg. Ausgehend von seinen Erfahrungen als Entwickler in einem End-to-end-Modell – von der Cloud bis zum Edge Device – beschwor Solsona Palomar die zentrale Bedeutung der Schnittstellen in einem solchen Modell. Ein Vorteil eines solchen ganzheitlichen Entwicklungsansatzes besteht in der gemeinsamen umfassenden Codebasis. Dieses Modell hat AWS jetzt auf seinen Automotive-Zweig ausgedehnt, so der Manager. Er stellte der Cloud-basierten Arbeitsweise die heute typischen Ansätze und Prozesse der OEMs bei der Softwareentwicklung und -integration für die ECUs ihrer Fahrzeuge gegenüber; diese sind für die OEMs weitgehend intransparent, eine Black Box. Zusammen mit Faktoren wie Variantenvielfalt oder regulatorischen Vorgaben stellt dieses Paradigma die Autohersteller vor massive Herausforderungen; alleine die Tests verschlingen einen großen Teil der Herstellungskosten. Zudem wird eine große Anzahl von Softwareentwicklern benötigt – und zwar vom Entwicklungsbeginn an, damit die anspruchsvoll gesetzten Termine eingehalten werden können. Das Software-definierte Auto werde diese Problematik noch vergrößern, warnte Solsona Palomar.

Zur Lösung dieser Herausforderungen schlug Solsona Palomar einen Ansatz vor, den er „Environmental Parity“ nannte. Das Versprechen dieses Ansatzes: Damit könnten die Entwickler von Embedded Systemen in den Autos von der gleichen Agilität und Geschwindigkeit profitieren, die bei Cloud-Entwicklern üblich ist. Der Weg dahin: Die Fahrzeugcharakteristika müssten in der Cloud repliziert werden. Bei alldem stützt sich die Environmental Parity auf den Fakt, dass in der AWS-Cloud wie im Fahrzeug identische Hardware-Architekturen zum Einsatz kommen, nämlich die Arm-Architektur. Verbindendes Element zwischen beiden ist das von Arm entwickelte SOAFEE-Framework. Es stellt sicher, dass Befehlssätze und Architekturen in beiden Welten konsistent sind. Allerdings sei dieses Framework noch nicht vollumfänglich realisiert und verfügbar, räumte Solsona Palomar ein: „Unser Ziel ist die Binärparität zwischen beiden Umgebungen. Cloud-Native im Auto ist eine Reise. Wir sind noch nicht am Ziel.“  

Auch Dipti Vachani von der Automotive Business Line des Prozessor-IP-Anbieters Arm bezog sich in ihrem Vortrag in Ludwigsburg auf das SOAFEE-Framework. „Software-definiert bedeutet: Es ist in der Cloud“ sagte sie. In ihrer Präsentation legte sie die Vorteile einer Strategie dar, die sie „In der Cloud entwickeln, im Fahrzeug einsetzen“ nannte. Neben den bereits oben aufgezählten Vorzügen führte sie noch die leichtere Einsetzbarkeit einer Software auf einer breiten Palette unterschiedlicher Halbleiter an. Zudem erleichtere die Standardisierung auf diese Chip-Palette den Langfrist-Support und biete Vorteile bei der Cybersicherheit. Wie Solsona Palomar betonte auch sie dabei die Bedeutung der Environmental Parity. „Das Software-definierte (Fahrzeug) ist ein Element der Cloud,“ sagte sie. „Das bedeutet, dass man exakt die gleiche Umgebung in Cloud und im Endgerät haben muss, einschließlich funktionaler Sicherheit und Echtzeit-Features.“

Ebenfalls ein Werkzeug, das die Verbindung zwischen Fahrzeug und Cloud herstellt, präsentierte Dirk Walliser, Entwicklungschef von ZF auf dem AEK. Das grundlegende Prinzip der neuen offenen Software- und Datenplattform der Friedrichshafener mit Namen ZF Ozean setzt voll auf die Cloud. Das Entwicklungstool basiert auf Microsofts Cloud-Plattform Azure und integriert ZFs Entwicklungswerkzeuge für Embedded-Anwendungen, Simulation, Digital Twin und virtuelle Validierung – und das alles „natürlich“ in der Cloud. Die Nutzung des Systems werde nicht nur die Systemintegration beschleunigen, sondern auch das Geräte- und Asset-Management erleichtern, versprach Walliser. Auch die Zusammenarbeit mit Kunden erfolgt über cloudbasierte Prozesse; ZFs Backend-Plattform in der Cloud lässt sich dafür mit den jeweiligen Cloud- bzw. Backend-Systemen der OEMs verzahnen – und zwar unabhängig davon, ob der Kunde ebenfalls mit Azure arbeitet oder mit anderen Plattformen, etwa von AWS oder Google.

Einen speziellen Digitalen Fahrzeug-Zwilling propagierte Lars Reger, Chief Technology Officer des Halbleiterherstellers NXP auf dem 26. Automobil-Elektronik Kongress. Der Digitale Zwilling im hier diskutierten Kontext residiert in der Cloud, und er unterscheidet sich grundsätzlich von den gängigen Digital Twins, die üblicherweise von den Engineering-Abteilungen der OEMs für IT-Prozesse im Rahmen des Life Cycle Managements genutzt werden. Reger warb für einen Digitalen Zwilling, dessen Leben erst mit der Übergabe des Fahrzeugs an den Kunden beginnt. Dieser Digital Twin nimmt nach Maßgaben des Datenschutzes Daten aus den Autos auf, speichert sie, entdeckt auffällige Muster und zieht daraus einen Nutzen, den er anschließend per Over-the-Air-Update (OTA) wieder an die Fahrzeuge zurückgibt. Damit würden die Autos gewissermaßen im Hintergrund lernen – „so wie Menschen lernen, wenn sie träumen“, sagte Reger. Anwendungsbeispiele wären beispielsweise eine Kartierung der Straßenqualität, durchgeführt in Echtzeit von den Autos und direkt weitergeleitet an die zuständigen administrativen Stellen. NXP sieht seine Rolle in diesem Zusammenspiel als Technologielieferant für den Kommunikationsrechner als zentrale Datendrehscheibe in den Fahrzeugen sowie von spezifischen Algorithmen, beispielsweise für das Batteriemanagement.