“云技術用于不會用于汽車開發“。說到云部署在汽車行業的應用，業界曾經認為云技術并不適合用在汽車行業的產品開發。知識產權保護、數據的安全、流程不夠透明、遷移成本過高、IT部門的保守等種種現實問題成為了云技術應用在汽車開發上的阻礙。然而，隨著電動車巨頭特斯拉等一眾公司的成功，行業的發展趨勢變得不言自明: 汽車行業正朝著更加注重軟件驅動的方向發展，越來越多的OEM正重新定位，將重心放在軟件和技術方面。驅動這樣的轉變的因素有很多，比如高級輔助駕駛系統 (ADAS)，電動出行技術 (E-mobility) ，以及信息娛樂和舒適系統的開發等。總的來說，汽車行業已經開始采用云技術推動汽車軟件的設計，汽車軟件向著更先進，更智能的方向邁進。本文著重探討云技術在汽車行業應用的優勢和注意事項，以及其在汽車行業軟件設計質量保證領域的實際應用。

云技術的關鍵要素

首先明確云技術應用的關鍵要素。云技術是一種按需提供計算存儲網絡或其他IT資源的計算模式。對于云技術而言，算力和應用程序可在任意位置的集中式服務器農場中運行，這些服務器不受空間約束，可以是OEM在本地的部署，也可以是各個地方公共云上的服務器。虛擬機 (VM) 是一種虛擬的計算環境，是云技術的關鍵資源。在這些服務器當中，使用虛擬機進行計算，并可以根據工作的負載動態部署或撤銷。理論上，云計算的算力可以無限擴展。個人電腦的角色也十分重要，是云計算中與云計算中心計算能力進行交互的主要接口。帶寬資源在云計算中同樣值得提及，為了使云應用程序發揮作用，需要足夠的帶寬接入使設備可以實現快速的互聯網連接，并需要監控實際使用的應用服務，以確保一切正常運行。這些云技術的要素幫助提高了開發工作的靈活度，并使工作更容易擴展。從企業的角度來說，云技術能夠幫助企業降低成本，提高效率。

圍繞云技術，關鍵的概念也有很多。容器(Container) 是一種把應用程序及其依賴項到打包在一起的一種技術，使其可以方便地在云環境中部署運行及管理應用程序。容器技術常見的一種實現被稱為Docker， Docker是一種開源的容器化平臺，可以幫助開發者將應用程序及依賴項打包，并在支持Docker的環境中運行，使其不受環境差異的影響。對于集群技術，Kubernetes (又稱k8s) 是一種容器編排系統，幫助企業管理容器化的應用程序。Automation (自動化)，作為云計算的重要概念，其目的在于降本增效。對于自動化管道及構建管道，Jenkins、Bamboo、Git等等常被提及。Jenkins是一個由Java編寫的、開源的持續集成的工具，類似的還有Bamboo。Jenkins主要幫助團隊進行自動化的構建、測試和發布過程，提高軟件交付的效率及質量。此外，同樣需要版本控制系統的支持，比如Git。可以使用Git來追蹤項目的變化，協同開發。倉庫(Repository) 用于存儲云技術相關的軟件要素。IaaS (基礎架構即服務)，PaaS (平臺即服務) 和SaaS (軟件即服務) 是云服務的主要類型。IaaS (基礎架構即服務) 提供計算存儲網絡資源，用戶可以按照實際使用需求支付費用。PaaS (平臺即服務) 提供開發，部署和運用應用程序的平臺。SaaS (軟件即服務) 提供已經預先構建好的軟件應用程序。CaaS (內容即服務) 以提供消費者基礎網絡資源以及操作系統服務為中心。DbaaS (數據庫即服務) 為客戶提供數據庫的訪問，而無需部署或管理底層的基礎設施。無服務器(Serverless) 通常稱為功能即服務(FaaS)，是以PaaS (平臺即服務) 為基礎，提供一個微型的架構，中層客戶無需部署配置或者管理服務器的服務，代碼運行所需要的服務器服務都由云端平臺來提供。對于小型公司來說，可以運用云計算來托管其網站應用程序，無需投資建立自己的硬件軟件，從而節省支出。而大型企業也可以使用云計算技術來擴展IT基礎設施，以滿足業務需求的多樣化。

行業機遇與挑戰

云技術的關鍵詞和主要運用形式已作過介紹，下面來關注云技術的應用優勢和面對的挑戰。可擴展性是云計算的首要和關鍵優勢。靈活的工具配置使云計算可以更好地適應不同的工作場景和負載。集中的管理可以實現實時的監控，使運作流程透明且可控。全局的標準化同樣重要，云計算可以提供一種更為精簡工作流的實現過程，同時其易維護性保障了系統的可維護性和高效利用。云計算的這些優勢幫助企業達到降低成本，同時提高透明度的作用。

當然，云技術同樣面臨一些挑戰。首先，由于云計算的應用可能需要用戶更改其原本的工具使用模式，這使得用戶的使用習慣面臨改變，不適應的情況可能出現，用戶的接受度成為一大挑戰。此外，將項目完全遷移至云端也會耗費一定時間，項目的運行速度或進展可能因此延緩，企業在進行遷移前需要更好的準備工作以應對這些問題。云端工具鏈的不夠完備，一些重要的工具可能還未實現云端化，云工具鏈的不完備也可能造成困擾，需要技術的持續發展來幫助工具鏈實現完全云端化。使用云技術還可能會導致企業對第三方服務的依賴，這其中也存在風險。

汽車行業中云部署的經典案例

在汽車行業的軟件開發和測試中，云部署架構的實際應用主要有兩種: “桌面云”和“過程云”。“桌面云”以用戶為中心。在這種應用案例中，最終的用戶，也就是PC前的工作人員，通過傳統PC觸發應用程序，而算力和數據存儲在云端的某服務器農場中。從用戶體驗上來說，基本與傳統PC無異。使用的軟件與應用以交互的方式被使用。“過程云”則是以過程為中心，在用戶端以自動化流程觸發應用程序，其觸發的自動化管道前文已有所介紹，主要有Jenkins、Git和Bamboo等等工具。最終的結果以報告或事件的方式自動分發。

下面來分析具體架構案例。對于軟件開發來說，當開發人員和測試人員向Git倉庫(Git Repository) 提交(Commit) 一個模型更新或測試變更時，此行為會主動觸發 (Trigger) Jenkins主節點上的自動化管道，此自動化管道中包含了一系列對測試環境的描述。當測試環境描述文件發生變更時，Jenkins主節點作為數據中心樞紐被自動觸發，負責控制和分發這些更改的管道設置。Jenkins主節點首先向代理節點 (Agent Nodes) 請求部署，隨后，代理節點會向云端倉庫(Container Repository) 請求下載相應的容器(Docker)。如圖1所示，Docker倉庫中，已部署好適應不同平臺 (Windows或Linux) 的容器包。隨后，適合系統要求的容器包將被請求并部署至Jenkins代理節點上。容器包(Docker)隨后接收到自動化管道發出的命令，繼而從Git倉庫(Git Repository) 簽出(Check Out) 相應的模型及配置文件等需要的信息。并根據具體指令進行靜態分析。Jenkins主節點隨后請求結果，而分析結果將會被發送回Jenkins主節點，并自動存儲。最后，Jenkins主節點負責向代理節點 (Agent Nodes) 請求取消部署，關閉不再需要的容器 (Docker)，并將最終報告發送給開發或測試人員。

圖1：桌面云設置

而從用戶出發，用戶端(User Clients) 也可以進行擴展，通過使用終端服務器來完成開發、測試和分析全過程(由圖2所示)。用戶可以是單一或多個開發或測試人員從終端服務器(Terminalserver) 登錄。服務器會針對不同的工作環境和要求匹配不同的工具鏈并進行設置。如果需要相應的工具許可，可以向浮動許可證服務器發送相應請求，而相應的許可也可以被托管在不同位置。為保證安全，服務器通常配置為冗余或異地冗余的模式。這種情況下，由提交 (Commit) 操作自動觸發的Jenkins主節點分發相應的自動化管道 (Automation Pipeline) 到代理節點(Agent Nodes) ，代理節點 (Agent Nodes) 則可以通過Kubernetes進行擴展，從而由靜態擴展轉向可擴展的代理，進而實現云環境的擴展。

圖2：可擴展的云端自動化

對于云架構的過程支持，如果需要容器中的軟件工具，MES模賽思可以提供相應的容器模板輔助構建配置。

許可模式及工具鏈的云部署

回顧此前的關鍵詞解釋，根據云服務商交付模式的不同，云服務模型主要可以分為：

軟件即服務 (SaaS)

平臺或基礎架構即服務 (PaaS or IaaS)

軟件即服務(SaaS) 中，用戶應用是托管服務的集成部分，按使用量付費是主要的業務開展方式。平臺或基礎架構即服務 (PaaS or IaaS) 需要關注客戶租用的算力以及操作系統的容量。平臺即服務 (PaaS) 包括操作系統及數據庫，而基礎架構即服務 (IaaS)包括硬件和虛擬機 (VM)。使用平臺或基礎架構即服務 (PaaS or IaaS) 的客戶擁有應用軟件的所有權和許可，并可以通過定制計劃來明確使用成本。而在高工作負載的情況下，額外容量變得非常重要，因此，更為靈活的動態訂閱模式能夠在超出常規用量的情況下提供額外的支持。

對于MBD工具鏈來說，行業的主流為基礎架構托管。應用及工具鏈多保存在公司內部，這樣的架構有利于對開發過程的監控和靈活調控。對于汽車廠商，基礎架構即服務 (IaaS) 是主要的云技術運用方式。動態許可模式是目前行業的需求所在，也是MES模賽思所使用的許可模式。

MES模賽思的工具鏈目前已完全適配云許可的模式，并可以提供Windows和Linux版本。對于汽車行業來說，許可訂閱是主流選擇。許可模式的一種是開發者云桌面，用于交互式云環境，為桌面遷移到云設計。對于許可模式的覆蓋范圍，自動化全球云覆蓋全球許可，做到完全自動化和高動態，并且可以在全球任何地方使用，為過程遷移到云設計。同樣，目前MES模賽思支持在云端設置MBD工具鏈，并可為試點項目提供基于云的沙箱環境，并為Docker容器提供配置模板。MES模賽思同樣支持在云端設置的自動化管道(Automation Pipeline) 。

圖3：MES模賽思云服務

如圖3所示，從技術咨詢，到工具與工作流，最后到構建與遷移，MES模賽思能夠為客戶提供云部署的全程支持，幫助客戶實現工具鏈的云部署。模賽思軟件技術有限公司(Model Engineering Solutions，簡稱MES)是一家高科技軟件公司，專為軟件項目的質量保證提供解決方案。MES為客戶基于模型的軟件開發提供技術支持，使其符合IEC 61508、ISO 26262或ASPICE等行業標準。MES模賽思成立于2006年，總部位于德國柏林。MES的主要客戶包括整車廠如戴姆勒、大眾、豐田和吉利等以及博世、西門子和三星等行業供應商。在汽車行業中，除少數幾家公司外，全球數十家頂尖制造商及供應商均在他們的開發環境中使用MES的解決方案。為支持其全球客戶，MES已在美國和中國建立了子公司，并與全球分銷商網絡緊密合作。

MES的產品包括4種質量工具軟件：MES Model Examiner?、MES Test Manager?、MES Model & Refactor?和MES Quality Commander?，它們共同構成了一個工具鏈，全面保障基于模型的軟件開發過程中所有階段的質量。通過MES Jenkins Plugin，該工具鏈也可以在持續集成環境中使用。工具鏈主要應用平臺為MATLAB?Simulink?。除了MES質量工具外，MES測試中心和MES學院的專家們還為全球客戶提供關于質量保證和開發流程優化的定制咨詢服務及培訓課程。

MES是dSPACE公司的戰略合作伙伴和MathWorks及ETAS的產品合作伙伴。MES學院與SAE International有合作關系。

審核編輯 黃宇