Платформы и экономика автономных транспортных средств

Платформы и экономика автономных транспортных средств

Выпуск 11 (6710) от 11 июня 2020 г.
РУБРИКА: АВТОМОБИЛЬНАЯ ЭЛЕКТРОНИКА

Появление высоко автономных и полностью автономных транспортных средств пока не стало ближайшей перспективой. Тем не менее продолжаются работы по совершенствованию аппаратного и программного обеспечения, идет дискуссия относительно платформ автономных транспортных средств, появляются оценки экономической эффективности. В этом плане интересны выводы еженедельника Electronic Engineering Times (EE Times, Сан-Франциско, шт. Калифорния, США), исследовательских корпораций IHS Markit (Лондон, Великобритания) и Yole Développement (Лион, Франция).


Платформы автономных транспортных средств

Развернувшиеся в последнее время дискуссии фактически подтверждают, что разработка полностью автономных транспортных средств (AV) не может быть достигнута без поддержки соответствующей экосистемы. При этом весьма существенен вопрос: кто из производителей комплектного оборудования (OEM) и производителей роботакси будет обладать собственной программной платформой?

Стартапы-разработчики AV, образовавшиеся на волне повышенного спроса и получавшие щедрые венчурные инвестиции, в скором времени будут уходить с рынка, поскольку энтузиазм инвестиционного сообщества к транспортным средствам 4-го и 5-го уровней автоматизации начинает угасать (венчурные капиталисты в основном ориентированы на получение прибыли в краткосрочной, реже – ​в среднесрочной перспективе, но не в долгосрочном плане), а пандемия COVID‑19 расшатывает мировую экономику. Другие разработчики, которые уже вложили значительные средства в разработку AV-платформ (и достигли определенного прогресса), очевидно, не откажутся от создания комплексных решений. Они видят в этом крупную техническую проблему, но все же считают, что данное направление определит их судьбу в долгосрочной перспективе, если не в ближайшем будущем.

Недавно журналисты EE Times и аналитики IHS Markit проанализировали динамику работ в области создания AV с целью определить, насколько реализованными оказались заявленные в последние пять лет программы, на какой стадии находятся все сделки и партнерства, а также какой прогресс был достигнут в реальности. Аналитикам и журналистам удалось «картографировать» крайне запутанную сеть «объявленных» партнерских отношений между ведущими игроками. Для удобства все участники процесса создания AV были разделены на три отдельные корзины: платформы роботизированных такси (роботакси), платформы OEM и высокотехнологичные программные платформы (рис. 1).


Платформы роботакси

В корзине роботакси перечислены восемь игроков: Uber, Lyft, Didi, Aptiv/nuTonomy, FiveAI, Oxbotica, Zoox и ZMP Jp. Среди них выделены три, которые, кажется, добились успехов: Aptiv/nuTonomy, Didi и Uber. Zoox и Aptiv/nuTonomy идентифицированы как имеющие собственные программно-реализованные стеки AV.

Фирма Zoox, основанная в 2014 г., разрабатывает совершенно новое AV, предназначенное для рынка роботакси. В настоящее время, однако, Zoox для обкатки своей системы автономного вождения модернизировал серийную машину Toyota Highlanders. Испытания проводятся в районе Сан-Франциско.

Другой игрок, фирма Aptiv (ранее Delphi), три года назад купила стартап NuTonomy, «отпочковавшийся» от Массачусетского технологического института (MIT) и ориентированный на разработку ПО AV и автономных мобильных роботов. В сентябре 2019 г. Aptiv объявила о создании совместного с Hyundai предприятия стоимостью 50 млрд долл. Сделка, заключенная в марте, может рассматриваться как переворот для Aptiv/nuTonomy.

Однако отношения становятся запутанными, когда OEM-производители начинают заключать многочисленные сделки по полным программно-реализованным стекам AV с поставщиками платформ для роботакси и высокотехнологичного программного обеспечения. Например, в отношении полных программно-реализованных стеков AV лояльность партнерам корпорации Hyundai остается неясной. Корейский автопроизводитель вполне может делать ставки одновременно на две компании – ​Aptiv/nuTonomy и Aurora.



Источник: IHS Markit

Ключевой вопрос: кто из OEM и производителей роботакси будет обладать собственной программной платформой?

Рисунок 1. Борьба и сотрудничество в области программных платформ автономных транспортных средств

* OEM (original equipment manufacturers) – производители и поставщики комплектного оборудования.

** L4–4-й уровень автоматизации автомобиля. 202х – предполагаемый год реализации.

*** СП – совместное предприятие.

**** ВК – венчурный капитал.


Aurora, стартап, запущенный в январе 2017 г., разрабатывает полный программно-реализованный стек AV под названием Aurora Driver. Hyundai – ​один из первых его инвесторов. Представители Aurora ранее объявляли о планах расширения совместной программы исследований и разработок с Hyundai для создания платформы автономного вождения. Эксперты Hyundai заявили, что их новое совместное предприятие с Aptiv/nuTonomy не повлияет на отношения с Aurora, однако в целом подробности о реальном взаимодействии корейского гиганта с Aurora крайне скудны.


Платформы OEM

Во второй корзине – ​платформ OEM – ​перечислены GM‑Cruise, Hyundai, VW, Ford-Argo, BMW, Mercedes-Benz, Bosch, Volvo и Toyota. Все они уже испытывали свои AV.

Место, занимаемое каждым из этих автопроизводителей в рейтинге, постоянно меняется. К производителям автомобилей с собственными программными платформами AV относятся: GM‑Cruise (программная платформа AV Cruise), Ford-Argo (Argo.ai, полный программно-реализованный стек AV) и Toyota (собственная платформа). У компании Volvo может быть собственная программная платформа AV, но ранее было объявлено о партнерстве с венгерским поставщиком программных платформ AImotive (ранее AdasWorks). Концерн BMW полностью полагается на совместную программную платформу AV корпорации Intel и фирмы Mobileye. Как упоминалось ранее, остается неясной связь Hyundai с Aurora и Aptiv/nuTonomy. Фирма Volkswagen не имеет собственной программной платформы AV, летом прошлого года она разорвала отношения с Aurora и обратилась к Ford-Argo (Argo.ai).


Высокотехнологичные программные платформы

В третьей корзине собраны высокотехнологичные разработчики из США (Waymo, Aurora, Argo.ai, AImotive, Drive.ai), а также стран АТР (Preferred Network (Япония), Baidu (КНР, проект Apollo), AutoX, Momenta, WeRide, Pony.ai). Наиболее известные фирмы в этом списке – ​Waymo, Aurora, Argo.ai, Intel/Mobileye, nVidia и Drive.ai.

Ведущие поставщики ИС для AV – ​nVidia и Mobileye – ​также разрабатывают собственные программные платформы, а компания Tesla занята созданием полного программно-реализованного стека AV. В июне 2019 г. корпорация Apple поглотила стартап Drive.ai (Маунтин-Вью, шт. Калифорния, США), основанный в 2015 г. и работающий над системами с автоматическим управлением, использующими ИИ.

Программа Apollo корпорации Baidu – ​это AV-платформа с открытым исходным кодом, ориентированная на большое число игроков экосистемы AV.


Скудность общедоступных данных

Самый сложный вопрос на рынке AV-технологий заключается в следующем: у кого есть программная надежная платформа AV, готовая к работе и превосходящая платформы конкурентов?

Учитывая незначительный уровень раскрытия информации разработчиками программных платформ AV, единственные данные, которые могут дать представление об AV-ландшафте, – ​отчеты о «разъединении» AV, подготовленные отделом регистрации автомобилей и водителей министерства транспорта штата Калифорния (рис. 2). По закону штата любой, кто активно испытывает AV на калифорнийских дорогах, должен раскрывать данные о пробеге в милях и частоте случаев, когда люди-водители вынуждены в непредвиденных или экстренных ситуациях брать управление на себя – ​это и называется «разъединением».

«Разъединение» в Калифорнии определяется как «деактивация автономного режима при обнаружении отказа автономной технологии или в случаях, когда безопасная эксплуатация транспортного средства требует, чтобы водитель-испытатель AV отключил автономный режим и немедленно принял ручное управление транспортным средством».


Источник: IHS Markit

Рисунок 2. Динамика «разъединений» автономных транспортных средств при их испытаниях


Эксперты по безопасности полагают, что этот подход имеет тенденцию тонко поощрять операторов испытаний минимизировать свое вмешательство, что может привести к небезо-пасным испытаниям. Утверждается, что «разъединение» – ​это неправильный показатель при тестировании на безопасность. Тем не менее подобные отчеты помогают оценить если не безопасность AV как таковую, то уровень готовности автономных транспортных средств к эксплуатации.

По состоянию на конец 2019 г. 65 компаний получили водительские удостоверения от Отдела регистрации автомобилей и водителей министерства транспорта штата Калифорния. Причем из 567 аттестованных автомобилей только 420 испытывались на улицах города.

Отмечается, что эксперты поставили под сомнение достоверность данных Baidu о «разъединениях». В прошлом году ее AV, по данным отчетов, проехали 108,3 тыс. миль, при этом пробег между «разъединениями» составил 18 тыс. миль. Многие наблюдатели в отрасли скептически относятся к тому, что ПО AV Baidu внезапно стало намного безопаснее, чем ПО AV Waymo (13,2 тыс. миль между «разъединениями») и GM (12,2 тыс. миль).


Основные программные платформы AV в США

В табл. 1 перечислены пять основных программных платформ AV в США с указанием масштаба каждого проекта, целевых сценариев использования и количества зон тестирования.

Большинство перечисленных компаний утверждают, что их программные платформы AV будут «готовы к уровню 4» между 2021 и 2022 гг. Исключением стала фирма Waymo, которая осенью 2019 г. объявила о запуске «полностью беспилотных автомобилей Waymo» в некоторых районах штата Аризона.

Количество AV, используемых в настоящее время разработчиками каждой AV-платформы, варьируется. Лидирует здесь Waymo – ​больше 800. В эпоху COVID‑19, однако, все тест-драйвы на реальных улицах в Америке переносятся или отменяются. Например, Waymo разместила на своем веб-сайте следующее объявление: «Все наши услуги для райдеров Waymo One в Аризоне временно приостановлены, в том числе наши услуги с обученными водителями и наши услуги полностью без водителя в рамках программы ранних участников».

Пандемия, несомненно, повлияет – ​пока не до конца ясно как – ​на прогресс в разработке программной платформы AV. В последнее время в индустрии AV начал распространяться новый взгляд: «Пандемия показала, что спрос на автономные транспортные средства может быть больше, чем ожидалось». Однако многие участники рынка не располагают необходимыми финансовыми ресурсами для продолжения инвестиций на ранних этапах. Это могут сделать крупные высокотехнологичные компании – ​Google, Intel и некоторые китайские фирмы. Большинству автопроизводителей приходится делать выбор – ​например, вкладывать средства в аккумуляторные электромобили или AV, – ​кроме того, они, вероятно, будут сокращать капиталовложения в некоторые проекты в каждом сегменте, пока продажи не приблизятся к нормальному уровню [1].


Экономика автономных транспортных средств

В последнее время Yole Développement опубликовала ряд работ, в которых исследуются экономические и технологические тенденции в области автономного вождения (Sensors for Robotic Mobility 2020, Sensing and Computing for ADAS Vehicle 2020 и AI for Automotive 2020). Особое внимание уделено аппаратному и программному обеспечению перспективных систем помощи водителю (ADAS), а также рынку средств автономного вождения (automated driving, AD), на котором действует около десятка игроков, поставляющих роботизированные транспортные средства. Основной целью этих игроков никогда не была продажа AV населению, они всегда утверждали, что их основная цель описывается моделью «мобильность как услуга» (mobility-as-a-service, MaaS).


Таблица 1

Основные платформы ПО автономных транспортных средств в США

Наименование

Waymo Driver

Cruise

Argo AI

Aurora Driver

Aptiv

Начало программы, год

2009

2013

2016

2017

2013

Количество используемых AV

800+

250+

150+

50+

120+

Количество занятых сотрудников, чел.

1500

2000

700

400

700

Поездки

120 тыс.

Только работники

Тестовые заезды

Разрешены

110 тыс.

Пробег, миль

20 млн

2 млн

200 тыс.

500 тыс.

Виртуальный пробег, миль

15 млрд

Несколько млн

Партнеры

Waymo One, Nissan, Renault, UPS-goods

GM, Honda, Softbank

Ford, VW, Walmart & Lyft, Domino Postmates

Hyundai, Fiat Chrysler, Byton, Amazon

Lyft, Hyundai JV, BMW, Intel-Mobileye

Варианты использования AV

Роботакси, доставка товаров, автономные грузовики

Роботакси, доставка товаров, AV

Роботакси, доставка товаров, AV

Роботакси, автономные грузовики, AV

Роботакси, специфические тесты OEM, AV

Количество тестовых зон и городов в США

Более 25

3

5

2

3, испытания проводятся также в Сингапуре

Срок выхода на 4-й уровень автоматизации автомобиля, год

2019

2021–2022

2021

2022

2021–2022




Специалисты Yole говорят о четком различии между решениями систем помощи водителю ADAS (которые в основном обеспечивают автоматизированное экстренное торможение, помощь в удержании полосы движения, помощь в пробках) и решениями поставщиков роботизированных машин, таких как Waymo, Cruise и Zoox. Последние предоставляют реальные AV в основном в качестве опытных образцов для отработки оказания роботизированных услуг. В течение нескольких лет много раз поднимался вопрос, представляют ли собой проблему выступающие за корпус роботакси датчики, если такие машины должны быть проданы потребителям. Но прямо сейчас складывается прямо противоположная ситуация. Поставщики ADAS и AV (Mobileye, Tesla и Toyota/Denso) все еще обещают потребительские версии своих AV, но все больше ориентируются рынок роботакси. Появившиеся оценки рентабельности бизнеса роботакси приводятся на рис. 3 и в табл. 2.

Итак, речь идет о смене бизнес-моделей в области AV. В этом плане интересно рассмотреть подходы Intel/Mobileye и Tesla.



Источник: Yole Développement

Рисунок 3. Приблизительный расчет доходности роботакси в Европе и США


Таблица 2

Оценка экономической эффективности роботакси на период 2018–2032 гг.

Год

Производство, тыс. шт.

Средняя стоимость роботакси, тыс. долл.

Количество используемых роботакси, тыс. шт.

Годовой доход от эксплуатации роботакси (при удельной доходности 0,43 долл./миля), млрд долл.

Годовой доход от эксплуатации роботакси (при удельной доходности 0,86 долл./миля), млрд долл.

Общая стоимость эксплуатируемых роботакси, млрд долл.

2018

1,25

210

3

0,3

0,6

0,6

2020

3

190

8

0,8

1,6

1,5

2024

17

155

40

4,0

8,0

6,2

2028

70

135

180

18,0

35,0

24,0

2032

400

120

1000

100,0

200,0

120,0




Источник: Yole Développement

Рисунок 4. Некоторые характеристики деятельности фирмы Mobileye

* Победная конструкция (также конструкция-победитель, design win) – продукт (комплектующий элемент конечной системы), встроенный в модель продаж другой компании по итогам конкурса или отбора с точки зрения архитектурных или производительных показателей. В некоторых случаях принятая на стадии планирования «победная конструкция» влияет на архитектуру конечной электронной системы.


Intel/Mobileye

Группа Intel/Mobileye (Mobileye) недавно объявила о приобретении за 900 млн долл. фирмы Moovit, поставщика решений MaaS. По итогам 2019 г. Mobileye отгрузила 17,4 млн «систем-на-кристалле» (SoC) для ADAS, что на 40% больше, чем в 2018 г. (рис. 4). В выручка за 2019 г. составила 870 млн долл. SoC фирмы Mobileye семейства EyeQ для ADAS поставляются для автомобилей таких производителей, как Volkswagen, BMW, Ford и Nissan (используются в 54 млн автомобилей).


Tesla

Корпорация Tesla демонстрирует стабильный рост, поставив 367 тыс автомобилей в 2019 г. (в настоящее время на дорогах мира уже используется около 1 млн автомобилей Tesla). Это всего лишь 0,4% мирового автомобильного рынка, но на 50% больше, чем годом ранее. Выручка увеличилась на 15% на фоне общего спада на рынке, где мировые объемы отгрузок автомобилей сократились на 5%. В апреле 2019 г. компания представила новое вычислительное оборудование, использующее две ИС полного автопилота (Full Self Driving, FSD) с пропускной способностью 70 TOPS (1 TOPS=1012 операций/с), заявив, что сделает свой автомобиль полностью автономным. Tesla сделалась поставщиком полупроводниковых приборов, разработав для себя специализированную SoC для ADAS и систем автономного вождения.

Если проводить параллели с бизнес-моделью персональных компьютеров, то образ продаж ИС EyeQ от Mobileye очень похож на то, как Intel поставляет ИС производителям ПК. В отличие от этого, Tesla идет по модели Apple, т. е. по пути вертикальной интеграции, обладая возможностями проектирования ИС и используя при этом необычный подход к поиску источников поставок. Эта практика подробно рассматривается во многих книгах по бизнес-стратегии. Преимущество подхода Тесла состоит в том, что позволяет быстрее выходить на рынок, недостаток – ​в том, что делать это приходится в одиночку и в конечном счете лишаться преимуществ экосистемы.



Источник: Yole Développement

Рисунок 5. Три инновационных сценария будущего автомобильных датчиков и вычислительной техники

* Прямые вычисления (также полный перебор, brute force computation) – метод решения математических задач путем исчерпывания всех возможных вариантов.


Пока трудно сказать, кто победит в этой парадигме развития ADAS, но ключом к этому, вероятно, станет переход к следующей парадигме автономного вождения. Yole Développement ожидает, что совокупный рынок роботизированных MaaS в 2032 г. достигнет 100–200 млрд долл., а специалисты Intel Mobileye прогнозируют 160 млрд долл. Такие цифры привлекают инвесторов. Поэтому и Intel Mobileye, и Tesla ускоряют переход к MaaS, в то время как конкуренты, такие как Mercedes, свернули свои амбиции в области роботакси. Переход от систем помощи водителю ADAS к системам автономного вождения сделает их прямыми конкурентами роботизированным игрокам, таким как фирма Waymo. Этот игрок использует исключительно высокотехнологичные наборы датчиков, дублируемые специализированными SoC для высокопроизводительных вычислений корпорации Intel и дополненные тензорными процессорами (TPU) корпорации Google, адаптированными для автомобильных приложений.

То, что перед разработчиками стоят трудные задачи, – ​очевидно. Специалисты Yole Développement наметили три основных сценария будущего автомобильных датчиков и вычислительной техники (рис. 5). Количество же смешанных или промежуточных сценариев вряд ли кто-то возьмется подсчитать.


1. Yoshida Junko. Full AV Stacks: Who, What, Where, etc. EE Times magazine, May 11, 2020: https://www.eetimes.com/full-av-stacks-who-what-where-etc/ 

2. Cambou Pierre. Chasing the Consumer Autonomous Vehicle Dream with Elon and Amnon. I-Micronews, May 14, 2020: https://www.i-micronews.com/chasing-the-consumer-autonomous-vehicle-dream-with-elon-and-amnon/?utm_s...


МНЕНИЕ ЭКСПЕРТА

Борис Иванов

Беспилотные автомобили сегодня разрабатывают и автопроизводители, и технологические компании. Если посмотреть на инвестиции этих компаний, то они различаются на несколько порядков, при этом не в пользу автопроизводителей. Поэтому наиболее перспективным видится подход к кооперации автопроизводителей, которые умеют качественно и эффективно строить автомобили, и технологических компаний, разрабатывающих программно-аппаратные платформы. Российские разработчики беспилотных транспортных средств как создают собственные программно-аппаратные платформы, так и используют платформы с открытым исходным кодом (например, Apollo и Autoware), внося свой вклад в их дальнейшее развитие. Примером первого подхода служат такие компании, как НПО «СтарЛайн», «Яндекс», КамАЗ. Универсальная платформа, созданная инженерами НПО «СтарЛайн», позволяет интегрировать элементы беспилотного автомобиля практически в любое современное транспортное средство.

ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ

Выпуск 24/25 (6748/6749) от 23 декабря 2021 г. г.
Выпуск 23(6747) от 25 ноября 2021 г. г.
Выпуск 18(6742) от 16 сентября 2021 г. г.
Выпуск 17(6741) от 02 сентября 2021 г. г.