车联网制造商该从物联网老司机那里吸取哪些教训

艾欧体(Aiouti)物联网资讯:如果把汽车当作物联网上的终极“物体”,那么“车轮上的数据中心”可以从“物联网”的企业数据中心借鉴很多经验。

物联网(Internet of Things)的崛起,引发了各行各业中连接设备和传感器数量的惊人增长。据估计,每秒有超过80个“物体”连接到互联网,到2020年,将有500亿件物体连接到物联网。物联网正在大幅改变着制造业和零售业等产业,企业通过采用雾计算和高级分析等技术,或者在供应链的各个环节部署数十万个传感器,以实现提高效率、提升生产力并且能够实时了解他们的客户。

如今,车联网(Connected Cars)市场面临着许多与物联网行业相同的挑战。但在物联网领域,已经有一些企业攻克了这些挑战,所以我整理了一些采用过的最佳实践和经验教训——其中许多方法可以应用到车联网市场,以帮助汽车制造商及其合作伙伴充分发挥物联网的潜力。

在很多方面,联网的汽车被认为是物联网中的终极“物体”。 车轮上的数据中心真正体现了每个人对于物联网最大的期望和挑战。

通常有100多台车载电脑持续监测位置、部件性能和驾驶行为等等,专家估计,高度自动化的车辆每小时将产生4TB的数据!而且,随着我们交通系统越来越多地通过车辆到车辆(V2V)和车辆到基础设施(V2I)之间的通信进行连接,车联网所产生的数据量将庞大到过载状态。

结果,与其他行业的企业一样,汽车制造商及其合作伙伴遇到了大量、相同的挑战,包括管理大量连接设备和其产生的庞大的数据,以及与安全性,普遍连接性,带宽优化等等相关的技术难题。

当传统方法无效时,如何有效管理数量暴增的设备

不久前,IT企业还在研究如何管理少数几个大型主机。突然间,如客户服务器、分布式和移动计算等新鲜事物的诞生,迫使IT企业不断创新。自持设备(BYOD – 允许员工将其个人设备连接到公司网络)发展的趋势带来了额外的挑战,因为IT专业人员不仅要负责管理大量机器,而且要负责管理联网的个人设备,它们数量庞大且具有潜在安全隐患。

车联网市场也同样存在上述情况。起初,互联网相连接的汽车数量非常少。但是如今,随着传感器和电子控制单元数量的增加,联网汽车的行驶几乎就像一个安装了车轮的小企业。不同的路况向不同目的地传输不同类型的数据,同时联网汽车还要满足不同目的地、隐私性和安全性的要求。

供应商的多样化使得生态系统进一步复杂化。供应商的数量再乘以联网车辆猛增的数量(预计到2021年将有超过3.8亿辆联网车辆上路),管理所有联网设备是多大的挑战可想而知。

以一个典型的零售商为例。通常,零售企业的一个IT员工可以管理约200台设备; 然而,随着物联网的兴起,零售商现在不仅需要管理数十万台设备,甚至达到百万台。如果采用传统的IT方法,这意味着要增加数以万计的IT员工!

新兴的自动化网络管理软件和服务项目,使得每个IT人员管理超过100万台设备成为可能。 通过网络自动化,联网汽车的制造商能一目了然地看到每个零件在整个车队中的表现,并可以指出零件的安全性和可靠性在哪些方面还有提升的空间,甚至发现零件的新特性。

改变管理策略和软件更新方式

伴随着联网车辆数量的增加,另一个挑战随之出现,即如何管理联网车辆大量相关组件和应用程序的变化和软件更新。每一辆联网汽车在后台已经拥有平均超过1亿行代码,但随着高级驾驶员辅助功能和高度自动驾驶的兴起,车辆中软件的数量和复杂性将随之呈爆发性增长。

同样,随着联网汽车为驾驶员和乘客带来更多的新体验,车辆和使用的管理政策将变得更加复杂化和个性化,使得管理各种大范围变化的配置令人望而生畏。

如今,大多数车辆都在维修店进行软件和配置更新,因此软件和配置更新频率较低,也更容易捆绑成安装包,而这些安装包已经通过了严格的质量保证和安全测试。 然而,随着无线(OTA)更新,汽车制造商可以立即将新的软件和配置推送到车辆。

无线更新使得消费者可以在现场进行维修,而不需要预约服务和补丁漏洞,并满足消费者在购买新产品时对新功能的需求。想象一下,当你仪表板上亮起的烦人的“检查引擎”或“需要维护”的警告时,你都不需要专门跑一趟修车铺了!但是,确保所有这些更新都可以兼容并且与车内现有的代码能正常工作是一项艰巨的任务。

通过使车载网络自动化,并利用云端进行集中管理和控制,汽车制造商可以管理所有车辆及其设备,同时能降低不同型号车辆之间软件版本控制的复杂性。虽然车联网市场还处于初级阶段,但汽车制造商可以通过应用许多物联网企业已经开发的最佳范例,使车联网市场步入正轨,以便在未来几年,能更好地管理道路上的数百万辆的联网汽车。

抵御各种大量的黑客攻击面

随着车联网需求量不断的增长,给汽车制造商来了一个极大的挑战就是安全性。所有的数据都可以从车里收集(比如驾驶员的生理特征和行为数据,通过汽油账单产生的用户的消费习惯),这意味着如果汽车的安全性不高的话将会影响到用户的隐私和生命安全。

从企业的角度来考虑,随着越来越多的企业接入了物联网,这也意味新的网络漏洞也即将会被更多的黑客瞄准。

从员工的智能手表到公司的物联网灯具/摄像头都将会成为黑客的攻击目标。在物联网时代,企业已经意识到即便是提供最可靠的设备也无法保持长远的安全性。物联网不仅让企业可以建立自己的生态系统,还可以让企业和世界连通,甚至跨行业之间也是可以互通的。所以急需一种新的网络安全措施来维护从云端到网络边界的防御系统,以及在网络中采用智能检测网络威胁并阻止其传播。

当然,汽车制造商也面临同样的挑战。通过汽车达到攻击的手段非常广泛–比如手机,Wi-Fi ,甚至是在汽车和云端互联的卫星连接链路上,还有V2V(车辆之间通讯)和V2I(车辆和基础设施的通讯 )这些都可以成为黑客的入侵对象。另外还有蓝牙,近场通讯以及连接到车载诊断的物理接口,甚至是胎压监控系统的无线信号都是可以被黑的。要把这些入侵对象罗列出来那可就有的写了……

为了防御如此众多的攻击面,汽车制造商和他的合作伙伴们在汽车生态系统中设置了很多安全规则以便让企业可以使用到更安全的物联网。把汽车里面不同的网络融合到单一的架构里面是一个非常重要步骤,通过车载网络标准化可以部署通过验证的安全技术—比如加密和身份验证,防火墙以及入侵检测和防御系统(IDS / IPS),从而为联网汽车提供深度防御。人工智能也被越来越频繁地使用,无论是在云端,还是现在在连接的车辆等边缘设备中,都可以检测新的恶意行为模式(或者可能是需要维护的早期预警的非恶意异常)。

另外一个防御潜在攻击的关键点是在汽车的整个生命周期里要确保在正确的时间内网络连接是正确的。类似于企业的IT团队必须学习如何持续监视网络通道和物联网设备以发现潜在问题,汽车制造商必须持续监视和管理他们的车辆连接情况。他们必须要清楚车辆什么时候链路是打开的,什么时候应该是关闭的。车辆在生命周期内的不同阶段,允许被连接的东西也是不一样的……

对于一个汽车制造商来说,在全球范围运输百万辆汽车,追踪和监控连接时一项非常复杂的任务。比方说,在汽车的测试阶段连接通道必须是打开的,这样汽车制造商可以验证连接服务可以正常运行。然后,当车辆在运输集装箱内时,制造商应自动停用这些服务,以防止黑客在汽车达到经销商途中破坏车辆。但是,必须保持一定的连接性,以便在运输过程中实时跟踪车辆。 当车辆到达经销店时,自动化系统允许汽车制造商安全地恢复连接,以便销售人员可以将车辆及其连接服务演示给客户。

优化带宽,车体重量,能源和其他宝贵资源

随着其他行业企业开始广泛地使用物联网中的流程,并在其网络中安装大量的传感器,他们逐渐意识到,物联网呈现出多种资源方面的挑战。不仅是这些设备自身的需求(以便将其应用程序设计成更能高效使用存储、计算、带宽和功耗等功能),而且大量的连接设备将产生成堆的数据,使得网络和存储设备难以承受。在物联网开始蓬勃发展前,服务器使用的激增,极大地节约了企业的计算和存储资源。

车联网也面临许多相同的挑战。对于汽车制造商来说,他们希望增加新功能,但同时要考虑成本这个重要因素; 能源也同样珍贵,而在车重方面,每盎司都要考虑。此外,高度自动化的车辆每小时可以产生超过4TB的数据。

这里,需要再次提到一些物联网企业的应用策略。例如,当每辆汽车产生的TB级数据,虽然能够把所有生成的数据都储存在云端最好,但是其中部分数据比起其余数据来说更有用一些。

而且,有些数据对时间非常敏感,有些则不是。许多联网车辆都有数据计划,由于在夜间数据速率更便宜,所以确定何时发送数据很重要。通过将智能应用嵌入到车载网络中,在给定时刻,汽车制造商可以确定需要发送的远程信息处理数据或者连接的应用程序,以及选择数据或者应用,等待在夜间以更好的数据速率进行发送。

同样,雾计算(使得云端接近分布式计算和存储的一种实例)在企业中开始崛起。通过物联网的设备和网关,雾计算启用了智能过滤和自适应压缩,减少了需要发送到云端的数据量。车辆中的相同本地处理和数据发送的配置规则,显著地改善了联网车辆中移动带宽的使用效率,比如,有的数据需要立刻发送而有的数据则需要储存和转移。

最后,“车轮上的数据中心”可以从企业数据中心借鉴另外一个经验,即硬件虚拟化的使用。通过硬件虚拟化一些通用逻辑,简化汽车上很多电子控制单元,同时了降低成本和复杂性。这也就是为什么高度自动化的车辆,需要一个中央计算平台,而这个平台是由后台的一百多台小型计算机高效、灵活整合而成,同时也可以嵌入人工智能。从可复用组件中创建新的应用程序和服务、降低制造和维护成本并提高质量,硬件虚拟化和整合提供了更灵活的空间。

通过快速循环和灵活的架构加速创新

最后,也许最重要的是,物联网时代要求快速循环和不断测试众多的想法,以获得最佳的工作性能并提供商业价值。由于物联网彻底的重新构建和几乎无限的可能性,使得快速循环和不断测试成为了物联网早期阶段的重要部分,因为结果往往不可预测。汽车行业已经习惯了长时间和可预测的创新周期,计划在新车辆上发布主要版本至少需要提前5年开始研究,并花费数年的时间对各个方面进行测试。但是,由于我们还处在物联网和车联网普及的初期阶段,所以企业从何处获得最大的技术投资价值还是未知数。

因此,汽车制造商应考虑快速设计样车然后马上测试新想法。他们还需要采用灵活的架构来缩短开发和单元测试的周期,因为严格的道路测试周期难以压缩。这种架构可以使联网汽车更加灵活,也让汽车制造商能接入新型传感器,制动器或其他设备,而且进行分析数据、衡量价值并做出快速调整。通过缩短新功能价值确认时间和开发、单元测试的时间,汽车制造商可以大大缩短创新周期,推出行业领先的新版本。

物联网正在改变各行各业,但车联网还处于起步阶段。幸运的是,汽车制造商能借鉴物联网企业大量的、最好的范例,并将其应用到联网汽车中应对类似的挑战,包括管理复杂且数量庞大的联网汽车及其零部件,同时确保安全性和优化带宽、计算能力、车体重量和能源。这将有助于汽车行业步入未来,汽车将与云端、其他车辆以及我们周围的基础设施进行通讯,以提供更安全,更高效,更完美的交通体验。

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