智能网联汽车的软件BOM管理架构与模式概述

随着汽车产业的新能源加速转型，以电动化、智能化、网联化和共享化为重要特征的新能源汽车产业正在成为市场主力军。对于不同的产品和服务，车企和品牌在汽车业务的管理上，也存在一定的变革，重点领域还是ECU的软件和硬件的开发和管控，从传统燃油车进化到智能电动车的区别，也是在软件定义汽车的概念与实践上。

从汽车产业的发展过程上看，物料BOM面向产品实现和订单交付两大过程领域，重点管控实体零件的供货状态，实现信息流、实物流和账务流的融合，但是在智能化新能源汽车快速市场渗透的状态下，以智能座舱和自动驾驶为主的软件定义汽车功能，成为车企和品牌都在采用的对标学习方式，从传统燃油车时期功能配置管理向软件功能配置管理的转变，才是新能源智能化发展的必然趋势。通过多平台多车型的迭代发展和实施，软件BOM 的管理方式以及配置化功能耦合的过程，形成具备行业特点的规范以及车企与品牌层面的流程[1]。

伴随着信息产业和计算机产业的快速发展，嵌入式软件的发展方式也和汽车产业密切相关，从早期离散型的控制器到现在的平台化软件架构，也是汽车软件发展的显著特征。汽车产品新四化特别是智能化程度逐年提升，不仅仅是智能座舱，还有自动辅助驾驶水平提升。从早先的机械控制到电子控制到软件控制，其迭代速度和管理方式都存在巨大的差异，传统燃油车时代的离散型嵌入式控制器管理，基本集中在动力控制和电器控制，以发动机控制单元和车身控制单元最为显著，在中高端豪华车型和品牌中，也会有影音娱乐单元，基本都是以控制单元内嵌软件为主，使用实体零件连带软件一起管控，实现远程升级和变更控制的稳定换代。

从早期的硬件软件嵌入式管理，到硬件软件独立管理，再到硬件软件解耦管控，延伸到产线刷写，以及服务端的付费开通和服务订阅模式，都是汽车产品和软件管理升级换代的不同形式，这也给汽车产品管理和用户订单管理提出了全新的BOM数据管理方式和BOM管理矩阵图（图1），从物料BOM到软件BOM甚至全价值链业务与数据一致性的全方位变革。

图1 BOM管理矩阵图

汽车开发过程和用户订单交付过程中，不同的产品和服务在不同的管理阶段，有着不同的管理模式。随着技术的不断创新和成熟，汽车行业主要经历了品牌化、平台化、模块化发展的迭代。从主流汽车车企和品牌的产品来看，以品牌、平台、车型、项目、年款、配置、版型、选装等要素实现层次化细分，以及依托整车工程到功能到系统到部件的规划；以动力、底盘、车身、内外饰、电子电器为重要组成部分的开发模式，也成了整车集成、性能分解和功能承载的主体；随着产品配置和工程配置的要求增多，以机电软为重要表现形式的电子电器架构，也成为整车竞争力的关键，从早期离散型的控制单元，到总线控制到平台化架构到域控制，都是信息技术和汽车技术发展的必然结果。

从汽车软件架构发展来看，基本经历了三个阶段的模式迭代：一是传统离散型管理模式，二是电子电器架构1.0模式，三是电子电器架构2.0模式。

对于汽车行业而言，机械件在传统燃油车领域的作用和BOM管理方式，已经不适应智能电动汽车的管理需求，不论是发动机控制、变速箱控制，还是安全气囊控制，以及全车车身电子控制等管理需求，都需要从通讯和弱电的管理形态上实现升级转型[2]。

从传统燃油车的分布式管理形态到集中式管理域控，从域控到中央处理器的方式，从满足智能座舱管理的多屏影音联动，到智能辅助驾驶的感知和决策模型，都需要从硬件架构到嵌入式软件的管理方式，有深刻的管理升级。从行业头部车企和品牌都在自研架构获取处理器升级后的算力升级，从总线模式到新通讯协议，及诊断和处置的新方式，都需要从物理件分布式向区域集中的管理转变。在智能化的更多功能需求驱动下，新的软件BOM管理方式和开发方式，与车辆OTA升级管理方式相结合，实现OTA厂内升级和应用客户端升级同步结合，满足新性价比的用户体验。

承载软件信息的 BOM 数据集成业务，在应对不同软件管理架构时需要采用不同的管理方式。从发展阶段和流程管控两个角度划分，基本包括三种模式：机电软一体的实体件管理、嵌入式软件类实体件管理和软件独立管理。具体模式的选择主要基于满足配置管理和功能管理的要求，结合平台化和通用化的产品开发策略和流程，形成实体硬件和软件物料的统一BOM业务流程（图2），实现全价值链软硬件数据管理方式统一。

对于传统控制器控制方式，以实体零部件的图纸版本和产品认可作为软硬件管理的要求，随着产品迭代和功能迭代做同步的产品升级和管理；对于平台化开发的电子电器架构，重点是对框架内的所有控制器的嵌入式软件，做独立的版本管理以及关联关系的管控，其中以独立功能码的方式实现独立的控制器系统管控，其管理方式有集成式管理和分布式管理两种，取决于车企和品牌数据管理系统的成熟程度。对于智能化程度较高的新能源汽车的电子电器架构2.0阶段，重点以域控和总线方式，基于信号和数据协议为重要管理协同方式，应对海量数据交互的软件管控和功能迭代化程度不断加深的全业务链管理。一般以整车配置字和系统配置字结合独立的软件BOM做数据集成，其软件独立管理以及软硬件耦合的管理模式，也为全业务链的软件管理提供了清晰的路径。但是从多变的业务环境来看，各车企和品牌，正在努力建设一个相对稳定的开发流程和变更流程，以串联各业务系统，形成良好的联系和相互作用[3]。

图2 统一 BOM业务流程

在传统BOM的管理模式下，以机械硬件为主要的参考对象，基于零部件的设计状态和数据发布驱动做实物状态管控。在实物控制阶段使用追溯标签估计硬件版本和软件版本，使用物料编码的硬件方式管理和控制软硬件协同变更的过程。从传统车企向新能源新品牌转型中，智能网联的软件架构对比机械件的升级换代，才是新能源配置管理和技术管理的核心关键。从一定角度来判断，新软件架构导致的管理模式变化，也是汽车行业竞争力升级转型的重要点。

汽车软件在开放和发布的过程中，变更业务是必不可少的管理环节，对于软件开发模式的再更新，需要从变更的全业务链做管理，由于汽车软件管理的特殊性，其变更管理的环节应该有别于传统零部件的变更管理过程，不限于方案设计、决策报告、决策会议、变更通知单、变更实施、到货与试装、切换与断点、售后服务以及闭环存档。从全业务链来看，可以划分为信息流、实物流和账务流。对于汽车软件的变更，可以近似理解为关联件变更。从关系上看，汽车软件必然有承载的硬件实体，不仅仅是硬件控制器还有零部件总成，使用软件的功能开关实现实体功能和配置功能。对于汽车软件的变更，应该理解为正向开发过程，按全业务链点检的方式开展[4]。

汽车软件变更有别于实体零部件设计变更方式，其变更的主体方式以嵌入式软件来实现功能或者关闭问题，广义上是电子电器架构范畴内的功能集成。对于这样的变更过程和验证方式，除了需要参考实体硬件设计变更流程管控模式，更需要结合嵌入式软件开发流程和工具做管理和点检，确保从功能定义到单元测试到集成测试不出批量性问题。考虑软件开发过程和迭代管理的周期性，其快速更新的版本管理，是汽车关键功能点变更需要控制的要点。

嵌入式软件开发和管理的过程，可以重点明确功能集成的重要性。硬件变更管理，要基于由需求和功能定义为主线的工程发布环节实现业务管理流程化和在线化。在汽车软件管理环节，要基于软件开发流程和全功能清单的全面检查，满足市场环节和用户需求的功能体验。在整车集成过程中的问题和差异，也是汽车软件变更需要解决的要点，其中解决问题和修复BUG也是软件快速迭代和变更的主要因素[5]。

由于软件管理必须依托于硬件管理，机电软全业务链管理方式（图3），软件和硬件相关性的集成和耦合，也是电子电器架构分层管理的重要侧重点，随着平台化软件架构的升级与发展，还包括硬件升级和底层升级，以及驱动和应用升级，以主线开发管理模式来做管控。汽车软件管理的变更重点还需要依托流程管控，以固化的业务模式来开展，流程驱动业务变更与管理，必要的数字化手段做智能管控，软件开发与验证的实例化，才是变更管理的常规方式[6-7]。

图3 机电软全业务链管理

对于智能电动汽车在新四化领域的需求，做到机电软一体化，重点是做好全价值链在软件管理上的业务流程，包括需求管理、配置定义、功能集成、硬件架构以及软件发布等开发过程，以及配合功能迭代的软件变更、决策、发布与实施。其贯穿汽车产品全生命周期管理，是有别于传统零部件管理方式的一种新一代基于软件管理体系的方式。

从传统燃油车到新能源汽车，智能化程度的关键也在于机电软一体化，强调软件的快速迭代过程中的价值管控，关键是端到端的闭环管理、分层管理，以完整性、及时性和准确性为最高要求。此外，基于元数据和云服务的混合云的原生兼容开发，也是汽车软件BOM数据集成需要管控的重点。

以确定的管理方式和流程形式，应对不确定的技术环境和场景环境，也是软件技术数据集成未来发展的重要方式，以数据中台和业务中台的方式管理，将成为越来越多的车企和零部件厂商采用的方式。

[1] 匡翠,倪炎榕,张尚体. EBOM 到 MBOM 重构分析[J]. 科技视界, 2014(20): 9-10.

[2] 姜楠,文必龙,林宗斌. 基于元模型驱动异构数据统一建模的研究[J]. 电脑知识与技术, 2018, 14(12): 4-5+8.

[3] 谢博,周康渠,吴传莉. 制造型企业 BOM 模块化技术[J].重庆理工大学学报(自然科学), 2012, 26(8): 41-45.

[4] 刘艳凯,于明,张斌,等. ERP 系统中 BOM 构造方法研究[J]. 计算机集成制造系统, 2003(4): 309-313.

[5] 燕瑾瑾,杨志贤,顾寄南. BOM 多视图的结构映射方法研究[J]. 组合机床与自动化加工技术, 2020(2): 22-25.

[6] 谭凯悦. 基于语义网络的 BOM 视图智能转换技术的研究[D]. 成都: 电子科技大学, 2022.

[7] 林莉莉,魏敏. 汽车嵌入式软件质量管理技术研究[J]. 汽车与新动力, 2023, 6(1): 59-61.