車両通信 + UNS：SDVライフサイクル全体のデータ相互運用の実現
Jaylin
目次
はじめに：ソフトウェア定義車両（SDV）進化における課題への対応
自動車産業の革命は、電動化への注目から知能化の受け入れへと進化しました。この変革の中心にあるのがソフトウェア定義車両（SDV）であり、業界の焦点を内燃機関と機械工学から離れさせました。コンピュータサイエンスと情報技術の進歩を自動車分野に統合することで、スマートドライブやデジタルコックピットなどの機能が生まれました。これらのイノベーションにより、車両の走行体験と機能が製造時点で固定されるのではなく、車両の寿命期間中に継続的なソフトウェアアップデートを通じてユーザーニーズを満たすために動的に強化できることが保証されています。
データ駆動型パラダイムとコネクテッドカーの台頭により、従来は機械によって支配されていたこの業界においてソフトウェアが重要な要素となりました。しかし、SDVアーキテクチャと新しい価値システムの確立には課題があります。ソフトウェア中心のアプローチは製品の柔軟性をもたらしますが、新たな障害も生じます：
ソフトウェアの複雑性：ソフトウェアは現在、ハードウェアと比較して車両開発のより大きな割合を占めています。その複雑な性質は継続的なメンテナンスとアップデートを必要とし、OEM（Original Equipment Manufacturers）にとってハードウェア中心の過去の予測可能性とは異なる不確実性をもたらします。さらに、多数のベンダーからの異なる機能を一貫した車両プログラムに統合することは、大きなコミュニケーションと調整のコストを伴い、しばしばプロジェクトの遅延につながります。
データ管理：車内通信ネットワークの複雑さが増加しており、日々生成されるデータ量も増加しています（700Mbから1Gbの範囲）。この急増により、車両とクラウド間のデータガバナンスと同期化の課題が高まっています。さらに、先進運転支援システム（ADAS）などのシステムはクロスドメイン情報交換を必要とし、これはセキュリティを損なうことなく高スループットと低レイテンシーで達成されなければなりません。
相互運用性標準：マルチドメイン集中型アーキテクチャへの移行により、複雑なネットワークトポロジーが導入されます。様々な通信メディア（例：イーサネット、CAN、LIN）とプロトコル（例：SOME-IP/DDS）の共存により、異なるベンダーの製品のシームレスな統合を促進するための業界全体の相互運用性標準（進化中のAutoSAR APなど）が必要となります。
産業製造分野でも同様のパラダイムシフトが起きており、情報技術（IT）と運用技術（OT）の統合により、以前は孤立していたMES、ERP、PLMなどのシステムが単一のデータスペースに統合されています。この統合により、相互運用性、スケーラビリティ、そしてデータ統合の簡素化が促進されます。統一ネームスペース（UNS）は、このトレンドへの対応として登場し、スマート製造の基盤を確立しています。
UNSは産業製造において、相互運用性を可能にすることでその有効性を証明しています。ソフトウェア定義車両とインダストリー4.0は共通の課題に直面しています：組織全体に効率的かつコスト効果的にまたがるデータ駆動型インテリジェントフレームワークの構築です。UNSの主要な提唱者として、EMQはUNS実装に必要なデータインフラストラクチャを顧客とパートナーに提供することに専念しています。SDVトレンドによってもたらされた課題に対処するため、EMQは自動車分野におけるUNSの適用を提唱し、SDVライフサイクル全体にわたるデータ相互運用性を確保します。
以下のセクションでは、自動車産業におけるUNSの統合の実用性と可能性について探ります。
車両とUNS：現代の自動車イノベーションにおけるUNSの役割
ソフトウェアは1970年代以来、自動車イノベーションの基盤となっており、当初はアンチロックブレーキシステム（ABS）やエアバッグなどの安全機能を向上させ、後にクルーズコントロールやアクティブセーフティシステムへと進化しました。これらの開発と並行して、サイバーセキュリティと通信システムが、増加するソフトウェア制御機能をサポートするために重要性を増しました。
ソフトウェア機能を持つ車両とソフトウェアによって定義される車両の違いは、データ駆動型能力にあります。歴史的に、車両の機能は単一目的の組み込みソフトウェア制御ユニットによって管理され、ファームウェアのアップデートは設計上の欠陥や回収に限定されていました。対照的に、データの再利用は継続的な更新と反復を可能にします。UNS概念の先駆者であるWalker Reynoldは、個人的なエピソードでこれを説明しています：フォードF250ディーゼルピックアップとテスラの両方を所有しており、テスラの自己診断とWi-Fi経由での更新能力を強調する一方で、フォードはディーラーでの手動データ転送と診断を必要とします。
ソフトウェア定義車両の時代において、自動車ソフトウェアは組み込みECUファームウェアを超越し、車両の中央インテリジェンスとイノベーションの原動力となっています。ソフトウェアと車両-クラウドプラットフォームの融合は、活気あるモバイルアプリケーションエコシステムを生み出し、顧客とOEM、そしてサードパーティ開発者を結びつけています。現代の自動車メーカーは、ユーザー中心の設計を優先し、消費者データから洞察を引き出して製品設計を強化し、競争優位性を確立しています。
データ駆動型ビジネスモデルへの移行の本質は、購入後の製品の強化にあり、デジタルサプライチェーンを形成します。クラウド-エッジと車両-クラウドの相乗効果を橋渡しするUNSは、データの収集とフローに不可欠であり、デジタルサプライチェーンのバックボーンとして機能します。これにより、AI/BIなどのコネクテッドアプリケーションが新しいデータソースにアクセスし、リアルタイムのフィードバックを提供し、データ実現におけるハードウェアをサポートし、新しい自動車バリューチェーンのあらゆる側面に影響を与えることができます。
自動車分野におけるUNSの適用には、情報と機能のセキュリティの強化が求められます。高エネルギーの移動機械的実体であり複雑なコンポーネントを持つ車両には、厳格なセキュリティ要件があります。わずかなソフトウェアの不具合でも重大な結果につながる可能性があります。
車両内のUNS：異種データ集約のための統一通信バス
テスラが購入後も継続的に車両を改良し更新する能力は、その車内UNSに支えられています：これは、様々なセンサーやコントローラーからのデータをリアルタイムで集約、保存、送信する包括的なデジタルモデルです。このシステムは、リモート診断とユーザー体験の向上に不可欠です。さらに、デジタルコックピットやインテリジェント運転支援などの新興機能には、多様なデータソースの統合が不可欠であり、車両の異なるドメイン間で大量のデータを転送する必要があります。UNSは、様々なデータプロトコルとインターフェースを取る普遍的な通信バスとして機能し、コンポーネント間の相互作用を促進します。
自動車業界は、中央集中型のコンピューティング機能とハードウェアからソフトウェアの分離に向かって変化しています。このトレンドは、低電力ECUの減少とSoC/MPUの増加につながっています。より中央集中型のコンピューティングアーキテクチャとネットワークトポロジーにより、柔軟な相互運用性、ソース再利用のための効率的なデータバス、そして頻繁なデータ転送よりも計算を優先するストリーミングエンジンの必要性が高まっています。
車両間のUNS：データ駆動型イノベーション
スマートコックピットは、OEMが知能化能力を示す重要な舞台となっています。より没入感のある運転体験を提供するために、メーカーは車内外の双方で、ダイナミックな運転モード、広範なデジタルディスプレイ、マルチメディアエンターテインメント、統合されたホームコントロールなどのインタラクティブな機能を開発しています。WiFiやBLEなどのIoT通信技術の導入は重要ですが、真の差別化要因と競争優位性はソフトウェア機能にあります。これは、閉鎖的でハードウェア中心の設計プロセスから、サードパーティの貢献を歓迎し、ソフトウェアサービスを中心とするオープンなエコシステムへの移行を示しています。この移動体験の拡大は、デジタルマーケットプレイスとサードパーティのオファリングとの接続を通じて、より広範でオープンなソフトウェアエコシステムを活用しています。自動車エコシステムが進化するにつれて、車両とクラウド、車両間（V2V）、そして車両と様々なアフターマーケットデバイスとの相互作用の頻度は劇的に増加すると予想されます。車内UNSの確立は、クロスドメインのデータ収集と保存の要となり、Vehicle-to-Everything（V2X）アプリケーションのシームレスな統合への道を開きます。包括的なUNSフレームワークにより、多様なV2Xシナリオにおける車内データの適用が可能になるだけでなく、交通管理から運転体験の向上まで、多様な機能を実現するための効率化が図られます。
生産前の製造と生産後のデジタルモデリングを結びつけることは、UNSのもう一つの重要な側面です。製造ラインからのコンポーネントの設置とライフサイクルデータをユーザーデータとフィードバックと統合することで、メーカーは顧客の好みに迅速に対応してパーソナライズされたサービスを提供し、必要に応じて特定の車両バッチを正確にリコールすることができます。
データ駆動型ビジネスモデルへの移行は今や当然のことです。データの洞察と豊かなサービスを提供するだけでなく、UNSは顧客の問題を効率的に解決し、ADASや自動運転機能の機械学習モデルの反復的な改善を促進する上で重要な役割を果たします。シャドーモードやオンライン注釈などの技術により、車両端での知的なデータマッチングが可能になり、高品質で長尾のデータ収集が保証されます。これにより、コスト効果の高いクラウドベースのシーンライブラリが確立され、それがモデルのトレーニング、シミュレーション、検証に情報を提供し、最終的に車両の意思決定プロセスを向上させます。車両-クラウド協調を活用して膨大なデータセットの中から価値あるデータを特定するという、この業界全体のデータクローズドループの概念の採用は、急速に進化するモバイルモビリティの分野で変革的な競争優位をもたらすことが約束されています。
車両を超えるUNS：技術を超えて、開放と共栄へ
最後に、もう一つの問題について考えてみたいと思います。UNSについて議論する時、皆様は何を議論しているのでしょうか？それは革新的なアーキテクチャのパラダイムでしょうか？それとも古い技術を新しい瓶に詰め替えただけのものでしょうか？我々の観点は、データフローの共有と情報の壁を破ることによるデジタル変革の方法論です。それはソフトウェア優先と計算能力ネットワーク構築の思想であり、リソースの再利用とデータ駆動の哲学です。そして、統一された標準と共創共栄の精神です。これらは、現在の自動車産業において特に重要です。
現在、主要な自動車メーカー間の競争は激化しており、価格戦争は業界の長期的な発展に取り返しのつかない損害をもたらしています。急激に高まったソフトウェアの複雑さは、各主要メーカーに厳しい全体的な車両開発サイクル管理と納品の課題をもたらし、タイムトゥマーケットのコストが継続的に上昇しています。これらの背後には、依然としてシナリオを中心とした思考と、ウォーターフォール型のプロジェクト管理哲学がもたらすリソースの無駄があります。高い割合のカスタマイズされたソフトウェア、異なる通信プロトコル間の差異を埋めるための標準化されたミドルウェアの使用が極めて少ないこと、サプライヤーが人為的に作り出したデータの壁は、ソフトウェア定義車両の普及とインテリジェント化の障壁を無意識のうちに高めています。
UNSのオープンソース、オープン、データ共有の思想と精神は、間違いなく良い処方箋です。まず、オープンソースソフトウェアの膨大なコードベースリソースは、尽きることのない宝庫となっています。そのデータセキュリティと信頼性、コンプライアンスの問題を解決できれば、SDVプロジェクトの開発サイクルと難易度を大幅に低減できます。次に、オープンソースコミュニティで広く検証され受け入れられている技術標準を採用することで、プロジェクトの各サプライヤー間の透明性と相互信頼を高め、責任の明確な区分ができます。最後に、UNSを通じてデータ空間を統一し、独自のプロトコルと技術標準の使用を減らし、代わりにオープンで共有された知的財産に依存することで、自動車メーカーはもはやサプライヤーにロックイン（Vendor-Lockin）されるリスクがなくなります。
確かに、業界は依然として激しく変革と進歩の途上にあります。EMQは自動車産業とオープンソース世界の架け橋として、既存の業界慣行を尊重しつつ、伝統的な産業の顧客とパートナーがオープンソースソフトウェアを活用して安定で安全なデータ基盤を構築できるよう努力しています。