Le développement de véhicules a toujours été une discipline du génie mécanique. Après tout, les voitures ont toujours été une question de moteur, de puissance, d'efficacité. Traditionnellement, le développement du système automobile global complexe a toujours été réalisé conformément aux principes classiques de l'ingénierie mécanique, par exemple en utilisant des modèles de développement comme le modèle en V. Bien que la proportion d'électronique dans les automobiles ait fortement augmenté au cours des dernières décennies, relativement peu de choses ont changé ici. Cependant, cette constante du développement automobile est désormais remise en question par de nombreux équipementiers. En raison du travail à distance de nombreuses équipes, poussé par la pandémie de coronavirus, ainsi que des goulots d'étranglement mondiaux pour l'approvisionnement en matières premières et en semi-conducteurs, une refonte radicale est en cours. L'ingénierie pilotée par les modèles, c'est-à-dire le prototypage virtualisé, les tests virtuels et l'approbation virtuelle, ouvre la voie à l'avenir du développement automobile.
Avec l'évolution vers l'électromobilité et la mise à disposition d'une microélectronique performante, une véritable digitalisation du secteur automobile s'est amorcée ces dernières années. Aujourd'hui, l'électronique et les logiciels sont nécessaires à chaque fonction d'un véhicule. Là où les fonctions matérielles dominaient autrefois, toutes les fonctions de mise en réseau, d'automatisation et de personnalisation sont désormais implémentées dans le logiciel.
Aujourd'hui, on parle même de véhicule défini par logiciel : le logiciel ne définit pas seulement l'expérience client, il détermine également quel matériel doit être utilisé dans les unités de contrôle électronique du véhicule.
Les tendances actuelles vers le véhicule entièrement électrifié, la conduite autonome et les nouveaux services de mobilité tels que l'autopartage ou la conduite téléopérée sont rendues possibles notamment par les logiciels et la microélectronique et entraînent une mutation disruptive de l'ensemble de la chaîne de valeur.
Ces tendances ont non seulement un impact sur les usages, mais nécessitent également de nouvelles méthodes de développement et de nouvelles formes de collaboration entre les partenaires tout au long de la chaîne de valeur - des fabricants de microélectronique aux fournisseurs de mobilité et aux opérateurs d'infrastructures de transport.
En ce qui concerne la sécurité et l'expérience de conduite, ce sont les capteurs plutôt que la mécanique qui joueront le rôle clé dans le véhicule à l'avenir. Pour la conduite autonome, un véhicule doit dépasser les capacités sensorielles et cognitives du conducteur grâce à une puissante technologie de capteurs. La tâche consiste à sélectionner parmi les nombreuses options de capteurs, d'architectures et d'approches de fusion de données celle qui offre les meilleures performances, sécurité et prix possibles. Cependant, des méthodes de développement complètement nouvelles sont désormais nécessaires. Semblable au développement des sens humains, qui ne pourraient également se développer qu'en interaction les uns avec les autres et avec l'environnement, le développement des systèmes de capteurs automobiles ne peut pas se faire isolément du système global. Les influences du matériel et de l'environnement doivent être évaluées et testées dans toutes les situations de conduite possibles.
Si cela se faisait sur la route, cela représenterait plusieurs millions de kilomètres de route avant qu'un nouveau modèle de véhicule ne reçoive l'approbation. Au lieu de cela, les principes agiles doivent être appliqués, car ils sont utilisés avec succès dans le développement de logiciels depuis longtemps : il doit être possible d'implémenter rapidement des modifications du système et leurs effets doivent être immédiatement visibles pour le développeur. Cependant, ce type d'agilité est plus difficile qu'avec des produits logiciels purs en raison de la dépendance matérielle. Cependant, cela peut être résolu en utilisant systématiquement une méthodologie de développement virtuel et un matériel virtualisé. Semblable au développement de logiciels, les détails de mise en œuvre peuvent ainsi être abstraits et le développement du système global peut être développé du côté des fonctionnalités. C'est la seule manière d'atteindre à l'avenir une couverture de test suffisante pour la validation des systèmes ADAS/AD basés sur l'IA. À cet égard, le développement virtuel et les essais virtuels sont les outils les plus importants du développement automobile futur.
Cependant, pour mettre en œuvre le concept de développement virtuel, tous les partenaires de la chaîne de valeur automobile doivent travailler en étroite collaboration sur une solution commune. Entre autres choses, des lacunes importantes existent actuellement dans les domaines suivants :
- Modèles de capteurs basés sur la physique et validés,
- Modèles d'ECU virtuels indépendants des outils,
- Des outils compatibles qui permettent une configuration simple et rapide,
- Bases de données avec des scénarios de conduite standardisés.
Bon nombre des aspects mentionnés nécessitent encore des recherches approfondies. Une fois que les exigences décrites ci-dessus pour le développement virtuel ont été remplies, la question d'une approbation légale de la route se pose toujours, cependant. Alors que c'est principalement le matériel qui est validé dans le développement conventionnel, dans le processus de développement virtuel, les outils de simulation et les modèles doivent être validés à la place afin qu'une approbation virtuelle puisse avoir lieu. Il doit être prouvé de manière factuelle que les kilomètres de route parcourus virtuellement sont équivalents à des kilomètres de route réels.
En résumé, l'utilisation standard de capteurs virtuels et d'ECU virtuels est la clé pour tester et valider les futures fonctions de conduite autonome. Cependant, il reste encore un certain nombre de défis à relever, notamment dans le domaine de la collaboration entre les partenaires de la chaîne de valeur, avant qu'une telle méthodologie de développement virtuel puisse être utilisée à tous les niveaux.
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