【微课堂】PLM/ALM汽车软件工程解决方案（现场实录）
作者：互联网
微课堂邀请到了西门子工业软件汽车行业高级售前顾问席华彬，就"汽车软件工程解决方案--确保汽车软件产品的质量、责任和兼容性"做了精彩分享。
以下是课堂焦点内容速记汇总：
大家晚上好，我是来自西门子工业软件的售前技术工程师席华彬，感谢大家在晚上抽出宝贵的时间参加我们本次的微信的一个汇报。
这是那个汇报就要分三部分，第一部分的话就是讲那个汽车行业的软件发展的趋势和挑战，第二部分介绍一下西门子软件生命周期管理解决方案，第三部分的话就是西门子的软件解决方案ALM跟西门子产品生命周期解决方案PLM一体化解决方案。
这是福特公司技术CEO的一个说法，就是未来的话，汽车将成为我们拥有的一个最大的电子设备，这个电子设备上软件毫无疑问将成为最大的主体。
现在在汽车当中电子设备和软件越来越多了，我们看下10年前和今天的一个对比，十年前电子和软件在整车当中所占的比例不到20%，现在基本整个嵌入式系统在整车占比越来越高了，另外现在汽车的90%的创新都来自于电子和软件领域。
我们看一下一些市场咨询机构的一些报告，到2021年我们这个互联汽车的规模将达到一千个亿以上，这里面包括从c2c，c2x，娱乐系统，ADAS。另外在2020年的话，我们这个字自动驾驶汽车的话是要我们的数量也会大的很惊人的，一千多万辆，他的复合增长都在百分之一百以上，另外在电动汽车和混动汽车这个三年之内的车型的话也可能会达到200多个，这是来自于我们市场咨询机构的一些数据。
但是现在，我们在整个汽车行业去开发我们的软件去管理我们的软件复杂度也仍然是我们的一个很大的一个挑战，而这种统计可以看出，现在我们很多的汽车召回和我们软件产生的问题直接相关，在2011年的我们看这个数字还只有5%，但是在从2011年以后这个软件召回这个问题基本呈指数级增长。
提起召回，软件相关的问题表现其实也各不相同的，有远程控制系统的安全漏洞造成的召回，也有软件故障导致我们的出门意外打开的，也有软件故障导致发动机重启的。
汽车电子设备和软件从过去二三十年到现在是要发生了很大的变化，从以前我们只有收音机播放器，指示灯还有软件，到现在有ADAS系统自动驾驶，车联网，这些机电系统是紧密集成在一起的。
机电系统越来越复杂，但是我们软件给我们机械包括硬件的开发流程，而他是有很本质的区别，举例来说，首先开发周期不一样，可能机械包括硬件开发周期按年来计，而软件开发周期按照月来计。另外开发流程，机械和硬件的开发流程按照微模型的开发流程，我们软件的开发方式，越来越讲究敏捷的开发流程，而这些流程当中协同跟创新又非常关键。
要应对这些挑战的话，那么如何我们去解决这个问题？
从这个统计可以看出，不光是整车还是零部件企业现在越来越注重机械和硬件开发流程过渡到数字化开发流程，而这个数字化开发流程集成我们的硬件、电子、软件，实际上现在有58%在未来几年都会投资到工程解决方案当中去。
而我们也正在进行产品开发的客户接触我们了解到产品开发的关键难点：一整个汽车系统的机电化一体化的情况下如何保证汽车的质量，第二就是如何确保的开发流程当中的一个工程职责，以便能够快速的确定跟踪问题，第三的话就是在了解开发工作可能需要来自于我们全球各个个人的部门内部外部团队重执行，这个情况下，如果去把整个产品设计的一个兼容性。
必须要一个软件开发生命周期管理这个概念标准，深入开发生命周期的平台来支撑我们整个软件开发这个流程。
汽车客户实施ALM工具的原因，他们希望实现以下的一些应用场景，实现软件开发生命周期的可跟踪性，实现更改影响分析到管理软件工件的配置和版本和分支，确保软件设计符合审计符合安全需求，最后ALM工具帮助公司实现更高效的一个呈用。
西门子的产品名字叫Polarion，Polarion是基于web的一个架构，Polarion在过去的十年当中它的业务量保持了一个非常高速的增长。
Polarion的客户遍布各个行业包括我们的汽车，航空航天、电子、机械行业等等，这里列出来跟我们汽车相关的客户，phoenix电气公司将Polarion去管理软件开发的管理需求质量和测试。还有美国的FAA它是使用Polarion管理所有的需求。CNH这个是全球比较大的工程机械制造商，它使用了Polarion取代了dos去管理它的需求。飞索半导体使用Polarion去跟踪和管理它的一些需求跟设计。
Polarion这个产品在一些分析师的评估和重则用户满意度还是比较不错的。
下面我们来看一下Polarion产品的功能，首先第一个功能是需求管理模块，需求管理模块Polarion里面有个核心功能模块是livedoc，就是活文档的意思，可以基于浏览器以word文档的形式定义需求，同样以excel的方式把需求文档展示出来，这样便于看到需求的属性便于跟踪。另外整个需求也支持ReqIF的格式导出来，可以需求数据交付，追溯跟踪分析。
另外一个主要模块是Polarion质量管理，在Polarion单一的环境下可以管理和软件质量相关的测试数据流程，确保需求测试用例和测试计划，测试结果的全面跟踪，另外提供一些测模板，还有提供测试相关的报表，包括仪表板的分析整个质量分析的结果。
右边的是Polarion的一个基本架构，下边是Polarion支持的一些工具类的集成。Polarion广泛集成一些IDE的工具链是包括自动化测试的一些工具，Polarion底层支持一些最广泛的版本控制工具，包括Git,SVN,Perforce.另外Polarion支量200多个扩展的一个扩展包来支撑我们丰富的功能，这边的话有免费的，有些是付费的，就都是第三方来提供的。
给大家介绍Polarion的一些主要功能，但是对我们汽车客户来说的话，我们软件只是我们的一部分，我们还有ECU还有我们的控制系统，那这样的话，它的一些开发流程和数据需要在哪管理呢，为此我们西门子也提供另外一个产品我们叫PLM，产品生命周期管理，通过ALM和PLM的集成来管理产品所有的数据。
通过ALM和PLM的集成我们讲协同工作可以把敏捷性提供一个新的水平，ALM可以管理软件领域的生命周期，PLM可以管理产品级机械和硬件的生命周期，然后通过ALM和PLM的集成我们实现跨领域的协同，对于整个产品的设计提供一个闭环式的可跟踪性。
实际上这也回答了我们为什么ALM和PLM要做集成，实际上是适应不同客户的需求，另外在不同的领域需要不同的解决方案，比如我们说在产品级我们需要ALM和PLM要做集成来支持我们产品级的产品数据的管理，配置，产品级的交付，到我们软件，通过ALM去管理我们的软件实施和验证及交付。
西门子通过ALM和PLM要做集成来支持我们的产品工程和软件工程。
ALM和PLM集成有几大优势：第一是可以跟踪软件和产品进行影响性分析。第二是集成整个需求的管理。第三是集成更改的管理。第四是闭环信息流适用更强的嵌入式开发。第五是支持我们系统驱动的开发，因为我们现在复杂的机电系统将正向的系统开发，也就是基于模型的系统工程。
这么样的一个集成框架我们看一下纵坐标和横坐标，纵坐标是整个产品的需求级联传递，上层是政府的法律法规的需求，这个不一定来自PLM系统。第二个层次是产品需求，属性和目标啊系统需求，工程标准这个是在我们PLM系统进行管理。在往下是领域需求，软件需求是在ALM系统来进行管理的。对于电子电气和硬件，包括结构包括制造性的要求这个会体现在我们PLM的系统当中，再下面就是三个横轴我们跨领域集成，对于产品工程来讲的话可能全部都要集成。
集成使得我们去更改可以促进我们去处理多学科的问题。我们PLM 的产品和ALM的产品可以管理多领域的工作流，更好的分析软件更改对于产品的影响，实现精确和协同性更强的产品决策。
另外通过ALM和PLM的集成我们可以做更好的前期的集成的一些仿真验证。值得注意的是PLM和teamcenter其他的一些PLM应用程序的可以提供多领域建模和验证。
另外从功能安全流程来说，包括产品及和系统级，包括我们硬件和软件。通过ALM和PLM的集成从流程也好从功能安全需求地去支持我们整个功能安全的落地。
我们小结一下，借助于西门子的产品可以控制和管理我们整个软件工程的活动，通过ALM和PLM的集成支撑我们产品级和软件级的开发，可以管理我们产品和软件开发去管理多领域开发的复杂性。
问答环节：
问题1: ALM是软件开发代码编辑和测试软件，还是只是管理软件代码的软件？
答：ALM的概念你可以类比PLM的概念，因为以前ALM的软件开发会喜欢用一些单点的工具，需求用一些需求管理工具，代码可能会用一些配置管理工具，测试可能会用一些测试管理工具，这些工具都是一些孤岛系统。现在软件开发的保证是要规范开发流程，另外就是要把我们软件需求、架构、代码和缺陷都关联起来，这样一旦发现问题我们可以及时的跟踪和追溯。
问题2：软件与机电如何协同设计？
答：实际上有几个层面，机电系统如果按照正向开发流程，机电系统前期有需求定义，会有一些方案定义，通过方案定义我们可以把一些软件的需求定义出来，通过把一些需求分配给软件来实现，这样机电系统分配给软件的需求就会进入到ALM当中去。第二个方面我们会把需求细化，做系统架构的建模，控制策略的开发，这个机电系统会体现在控制策略开发策略会做开环验证，但开环验证可能还不够，我们做性能方面的验证的话，那我们会需要被控对象的性能模型，这个被控对象的模型需要其他部门来提供，这个时候我们需要和其他部门进行协同，软件测试验证完成之后，软件交付需要交付到机电系统，机电系统还需要集成验证。集成验证完成完成之后，软件最终产品需要交付，我们要实现产品数据（机电软数据）技术状态控制。
问题3：软件的集成度越来越高，传统的汽车机械开发工程师面临的挑战有哪些？
答：最大的挑战可能来源于MBD，基于模型的开发。我们现在要讲并行开发，紧密协同，因为机械本体在虚拟开发阶段要及早的提供数模和物理模型，有这些物理模型和数模，我们可以在虚拟层次，控制策略和被控对象可以更早的做集成验证。
问题4：ALM是否包含了需求管理、软件代码编写、测试等功能点啊？
答：ALM整个解决方案包括的模块包括从需求管理、模型管理、代码配置管理、测试管理、缺陷管理，这些模块都是包括的，另外也包括构建，项目审计、报表等辅助功能。
问题5：那ALM和PLM都有需求管理了?功能不是重叠了吗？
答：从产品功能角度，AML和PLM都是包含这个功能的，但是这个不矛盾，从业务的角度都需要，因为PLM需要管理我们产品级的、硬件的、机械的、high level的需求。ALM是管理整个软件开发的需求。
问题6：那ALM与PLM集成，传输的是哪些数据，单向集成还是双向的？
答：从集成的角度来看肯定是双向的，传输的数据首先是需求数据，从产品需求分解出来跟软件相关的需求，另外还有就是机电协同里面集成验证时候，就需要从ALM和PLM 里把相关的模型拿出来做一些共仿真，另外把把我们软件的交付物，相关的标定参数，配置文件我们也要上传到PLM当中去。
问题7：直接用PLM不能完成软件和产品的管理吗？
答：PLM实际是不能够管理整个软件开发活动，因为实际上跟我们软件开发特点有关系，一个就是我们软件需求规模是非常大的，第二我们软件开发当中讲究高效的协同，软件变更的速度要比我们产品级和机械多很多，所以我们软件要讲究快速迭代，PLM的操作快捷性和用户体验是不符合我们软件开发人员的操作习惯的。
问题8：有哪些汽车企业或者整车项目已经开始应用西门子这个整体统了吗？
答：现在采用西门子ALM和PLM集成的客户有：菲亚特、CNH、phoenix等这些客户。
问题9：那ALM的输出就是软件的最终代码文件给到PLM，然后生成BOM结构，最终由PLM管理整个产品机电软的BOM？
答：对的，ALM输出的是软件最终产品包括二进制文件，配置文件，代码压缩包等。
问题10：PLM会与NX集成，完成产品设计的管理
答：对的，teamcenter和ALM集成完成机械设计管理，PLM也会跟我们ECAD工具，例如Mentor Graphics(目前也是西门子的产品)工具集成完成硬件设计管理。
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