文/侯哥@Roy

1.     

最近一直在思考怎么從系統(tǒng)的角度來把EEA（電子電氣架構(gòu)）的建設(shè)思路來說清楚，因?yàn)椴恢挥X中好像成為了汽車電子電氣架構(gòu)領(lǐng)域的一個小網(wǎng)紅——經(jīng)常有一些素不相識的朋友聯(lián)系我討論一些相關(guān)的問題，還要經(jīng)常面對各種各樣的靈魂拷問。比如：

雖然我一直很努力很誠懇的想回答清楚，給別人一個滿意的答案，可是在嘗試了很多方式之后，總是覺得有些事情沒有辦法從科學(xué)的角度去說清楚，直到最近看到了這本書《系統(tǒng)之美》。終于可以用近似科學(xué)的方式來回答一些問題了。

作者：德內(nèi)拉·梅多斯，畢業(yè)于麻省理工學(xué)院的系統(tǒng)學(xué)專業(yè)，師從系統(tǒng)動力學(xué)的創(chuàng)始人杰伊·福瑞斯特。梅多斯畢生從事系統(tǒng)思考的研究和教學(xué)，被譽(yù)為系統(tǒng)思考大師。梅多斯還是《第五項(xiàng)修煉》的作者、管理學(xué)大師彼得·圣吉的老師，彼得·圣吉所說的“第五項(xiàng)修煉”，就是指系統(tǒng)思考。

2.     

在討論EEA相關(guān)的問題前，我們先來看一個著名的哲學(xué)悖論，這是羅馬帝國時期一個叫普魯塔克的哲學(xué)家提出的：忒修斯有一艘船，可以在海上航行幾百年。船體如果有木板腐爛了，會被馬上替換掉，久而久之，這條船上所有的木板都重新被換過了一遍。那么問題來了：這艘忒修斯之船，還是原來那艘嗎？

對于這個問題，不同的人有不同的答案。讓我們看看架構(gòu)的演變，就拿目前的主流的中央網(wǎng)關(guān)為主的那種架構(gòu)來說，雖然大家把這種架構(gòu)歸為一類，可是仔細(xì)看看，沒有一個OEM的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D和別人的完全一樣，即使在一個OEM的內(nèi)部，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D也會隨著車型的配置而變化。即使拓?fù)鋱D不變，里面的控制器的軟件、硬件也在不停的變化。那么，問題來了？這些架構(gòu)是同一個架構(gòu)嗎？

按照《系統(tǒng)之美》中的定義，系統(tǒng)不是一堆事物的簡單集合，而是由一組相互連接的要素構(gòu)成的、能夠?qū)崿F(xiàn)某個目標(biāo)的整體。任何一個系統(tǒng)，都由三種要件構(gòu)成，分別是：要素，連接，功能。如果將船看做一個系統(tǒng)的話，從系統(tǒng)的角度出發(fā)，這個問題很好回答。船的要素是一堆木板，連接就是這些木板的相對位置和鉚合關(guān)系，也就是這艘船的結(jié)構(gòu)，而功能就是航行。

梅多斯說，當(dāng)我們看一個系統(tǒng)時，往往只會注意到系統(tǒng)的要素，而忽略掉系統(tǒng)的連接和功能。實(shí)際上，對一個系統(tǒng)來說，要素往往是最不重要、隨時可替換的。但是，如果改變了系統(tǒng)的連接，那么系統(tǒng)就會發(fā)生巨大的變化。忒修斯之船只是要素更新了，而連接和功能沒變，所以它仍然是原來那條船。

3.     

架構(gòu)也是一樣，即使把里面的控制器都更新了，也只是更新了要素，連接和功能沒有大變化的前提下，架構(gòu)就還是原來的架構(gòu)。就像無論怎么進(jìn)行控制器層級的整合、無論引入了多么強(qiáng)大的域控制器或者網(wǎng)絡(luò)總線，只要各個控制器之間的連接關(guān)系與架構(gòu)承載的功能沒有本質(zhì)的變化，架構(gòu)還是沒有真正的變化。

舉個栗子，如果大學(xué)里，不是由教授給學(xué)生打分，而是由學(xué)生給教授打分（連接關(guān)系的變化），那么雖然大學(xué)里面的人還是那些人，但大學(xué)就不再是大學(xué)，而成了培訓(xùn)機(jī)構(gòu)。如果大學(xué)的功能不再是教書育人，而是賺錢營利，那么大學(xué)顯然也就變成了另外一種系統(tǒng)。比連接更重要的是系統(tǒng)的功能。功能是決定系統(tǒng)行為最關(guān)鍵的因素。

對于EEA架構(gòu)來說，各種控制器只是元素，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湔故镜氖窃诰W(wǎng)絡(luò)層面的連接關(guān)系，電氣架構(gòu)描述的是物理層面的連接關(guān)系，而架構(gòu)所支撐起的功能列表才是最核心的因素，而功能也是有層級的，不是所有的功能都能夠引起架構(gòu)的本質(zhì)變化或是代際變化。僅增加一個無鑰匙啟動不能引起一個架構(gòu)的升級，但是TJP（Traffic Jam Pilot）應(yīng)該就可以引起一個架構(gòu)的升級了，L4級別的自動駕駛功能則可以引起架構(gòu)的全面革新了，因?yàn)檫@個功能可以讓架構(gòu)這個復(fù)雜系統(tǒng)中的元素、連接和功能都發(fā)生變化。

4.     

對于域控制式架構(gòu)來說，重要的點(diǎn)不在于域控制器這個元素本身，也不在于以太網(wǎng)的高速通信（以太網(wǎng)也只是系統(tǒng)中的一個元素），連接關(guān)系的本質(zhì)變化和功能的提升才是重點(diǎn)。關(guān)于連接關(guān)系，有兩個層面。一個是看得見的，參考下面這個著名的圖就足夠了。

另一個是看不見的，也就是邏輯功能的連接關(guān)系的變化。原來的各控制器中的邏輯處理功能 （談?wù)勂囯娮拥腎PO模型）統(tǒng)統(tǒng)上移到各個域控制器里面，域控制器下面通過總線來與只具有采集和輸出控制的智能執(zhí)行器連接，每個域的邏輯處理功能絕大部分由本域的域控制器來完成。

對于有的域控制器，在目前的軟件技術(shù)支撐下，就可以實(shí)現(xiàn)SOA（面向服務(wù)的架構(gòu)）了。SOA又是一種連接關(guān)系的變革。服務(wù)（Service）的引入，是EEA中的一次革命，將以前固定關(guān)系的控制器間的連接變更為可以被調(diào)用的原子級的模塊，從而可以實(shí)現(xiàn)在SOP后的低成本、快速功能更新。

從功能層面，下一代的架構(gòu)主要新增的功能有兩大類：網(wǎng)聯(lián)類、智駕類。這些都是需要大數(shù)據(jù)量處理、高速數(shù)據(jù)傳輸和大算力支持的，而且涉及到各種數(shù)據(jù)的融合，甚至AI（人工智能）。這是目前大部分車的架構(gòu)所無法支撐的，這些新功能的需求，加上各種基礎(chǔ)技術(shù)的支撐，綜合的導(dǎo)致了EEA的元素（控制器）本身的變更和元素之間的連接關(guān)系的變更，從而導(dǎo)致了整個EEA（系統(tǒng)）的升級。

5.     

對于EEA這個復(fù)雜系統(tǒng)來說，連接不止是物理上的連接，更重要的是那些看不到的邏輯層面的連接和歸屬關(guān)系。大家可以想象一下在一個開放式的辦公室中，你所看得見的座位分布往往無法反應(yīng)員工間的實(shí)際關(guān)系，而背后那些看不見的組織架構(gòu)、人際關(guān)系才是真正起決定作用的。

“忒修斯悖論”還暗含了一個陷阱，就是，當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)了問題，我們最容易發(fā)現(xiàn)的，就是要素層面的問題，所以首先會想到去更換要素。這種解決問題的思路，對一條木船可能是適用的，但對于EEA這樣一個復(fù)雜得多的系統(tǒng)，可能就不適用了。

EEA設(shè)計(jì)所做的工作既包括元素的設(shè)計(jì)，也包括各種連接關(guān)系的設(shè)計(jì)。這一點(diǎn)就像一個學(xué)校，要素就是學(xué)校里的師生、建筑和教學(xué)設(shè)施，連接就是把這些要素整合在一起的關(guān)系，比如校規(guī)校紀(jì)、教學(xué)方法、學(xué)習(xí)氛圍，以及師生、同學(xué)關(guān)系等等，學(xué)校的功能就是傳授知識、培養(yǎng)人才。但是，一堆沙子就不是一個系統(tǒng)，它只有要素，但要素之間沒有固定的連接，也沒有共同的目標(biāo)。

6.     

搞清楚了系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)后，我們來研究一下系統(tǒng)是如何變化的，以及系統(tǒng)變化的關(guān)鍵特性。 

系統(tǒng)中能夠影響變化的結(jié)構(gòu)性客觀存在，一般可以分為存量、流量、增強(qiáng)回路、調(diào)節(jié)回路等。

存量是指系統(tǒng)中現(xiàn)有的那些東西，比如EEA中的各種元素，包括架構(gòu)的各個層面：功能架構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、軟件架構(gòu)和電氣架構(gòu)等，也包括與EEA相匹配的組織架構(gòu)、流程體系等。

流量指的是系統(tǒng)的輸入和輸出。可以對應(yīng)于EEA系統(tǒng)中的很多東西，比如說功能增加與變化，控制器和其他零部件的變化，以及人員的變化等。

增強(qiáng)回路與調(diào)節(jié)回路指的是系統(tǒng)中的“正反饋”。它會不斷地放大、增強(qiáng)一開始的發(fā)展態(tài)勢，像滾雪球一樣越滾越大。現(xiàn)實(shí)中有很多增強(qiáng)回路的例子，比如我們常說的“贏者通吃”“馬太效應(yīng)”。

反饋回路，叫做調(diào)節(jié)回路，也叫做“負(fù)反饋”。

增強(qiáng)回路是讓系統(tǒng)偏離初始狀態(tài)越來越遠(yuǎn)，而調(diào)節(jié)回路是努力把系統(tǒng)拉回到原來的狀態(tài)。比如空調(diào)，當(dāng)室內(nèi)溫度高于設(shè)定溫度，就開始制冷；一旦到達(dá)設(shè)定溫度，就停止制冷。

在EEA系統(tǒng)中，增強(qiáng)回路與反饋回路不是很容易描述?？梢赃@么理解，能夠快速迭代升級的架構(gòu)中增強(qiáng)回路就比較強(qiáng)，不容易拓展升級的架構(gòu)增強(qiáng)回路就弱。而那種讓架構(gòu)越來越復(fù)雜，最終到了難以維護(hù)、升級成本越來越高的設(shè)計(jì)（體系）就是反饋回路強(qiáng)。

在現(xiàn)實(shí)中系統(tǒng)的增長與衰退都是很多個調(diào)節(jié)關(guān)系所決定的，不是單因單果，而是多因多果；系統(tǒng)的變化不是線性變化，而是非線性變化，系統(tǒng)可能保持原狀，可能加速增長，也可能突然被打斷，取決于增強(qiáng)回路和調(diào)節(jié)回路誰能夠占主導(dǎo)地位。

7.     

現(xiàn)在很多車企把特斯拉視為大敵或者是行業(yè)的顛覆者，原因不在于特斯拉賣了多少車，而在于特斯拉已經(jīng)表現(xiàn)出了近似幾何級數(shù)增長的潛力，而這種潛力必然是特斯拉已經(jīng)建立一個增強(qiáng)回路占主導(dǎo)地位的系統(tǒng)。而在特斯拉的建立的系統(tǒng)中，EEA則是其中最重要的系統(tǒng)。我們在談的EEA的時候，很多人習(xí)慣于談?wù)摷夹g(shù)，其實(shí)最應(yīng)該談?wù)摰氖翘厮估恼麄€體系。

這個體系不同于以往的任何體系，實(shí)現(xiàn)了幾倍速度的迭代增長。其中最容易觀察到的就是軟件的更新速度：傳統(tǒng)的OEM基本需要2~3年才能去完成的事情，特斯拉可以在幾個月甚至幾周就完成了。這才是最可怕的！縱使特斯拉的起點(diǎn)不高，可是按照這種迭代速度，5年以后世界是什么樣子就很難說了。

新的EEA的建設(shè)的重中之重不是域控制器，而是這種可以支持快速迭代的體系：既包括技術(shù)層面的軟件、硬件、網(wǎng)絡(luò)，更要包括與之匹配的組織架構(gòu)、流程、工具和方法等。如何建立這種增強(qiáng)回路占主導(dǎo)地位、負(fù)反饋盡量弱的架構(gòu)，是每個EEA的參與者要優(yōu)先思考的問題。最近大家討論SDV（軟件定義汽車）很火熱，其實(shí)，我覺得SDV最核心的價值就是提供了一種建立增強(qiáng)回路的思路。

但是，大家請務(wù)必不要忘記一個基本規(guī)律：在有限的環(huán)境中，沒有一個物理系統(tǒng)可以無止境地增長下去。一開始，系統(tǒng)可能增長得很快，調(diào)節(jié)回路不明顯，好像沒起作用；但隨著增長的持續(xù)，調(diào)節(jié)回路的力量會壓倒增強(qiáng)回路，讓增長逐漸放緩，直到停止。所以，想畢其功于一役的想法是不現(xiàn)實(shí)的，唯一可行的就是不斷的變革來適應(yīng)最新的情況。

系統(tǒng)變化有一個關(guān)鍵特性：反饋延遲。反饋延遲要求我們不對系統(tǒng)的短期變化做出過激反應(yīng)、頻繁干預(yù)系統(tǒng)，而是應(yīng)該降低反應(yīng)的力度和頻率，著眼于長期視角。也許，越是處于一個快速變化的系統(tǒng)中，我們越應(yīng)該提醒自己，慢下來。有一句耳熟能詳?shù)牡脑挘哼x擇比努力更重要。無論你做出何種選擇或者努力，想立即看到成果都是很難的，尤其像EEA建設(shè)這種工作，如果你期望在兩三年內(nèi)就把銷量翻番，那么還是去把精力和資金投入到其他方面更有希望，可是如果你考慮的是5~10年以后的生存與發(fā)展，那么，Please do it now.

那些能夠有耐心讓子彈飛一會兒的人，只要不死在今天，就一定有一個美化的明天！

編者簡介：

原創(chuàng)作者:侯哥@Roy 專注汽車電子電氣架構(gòu)開發(fā)

文案編輯:文昌@Vincent 汽車信息安全從業(yè)者