■文/顧錫新
當前,上海在發展智能網聯汽車產業過程中面臨龍頭企業較少、自主創新能力薄弱以及核心技術落后等主要問題,上海智能汽車產業的發展與技術創新突破值得思考。
智能網聯汽車作為一種高新技術密集型的新型汽車,是汽車技術的主攻方向之一,更是全球汽車產業變革的趨勢和未來制高點。目前,上海智能網聯汽車已在全國率先起步發展,初步形成了良好的產業發展環境,在智能網聯汽車頂層政策設計、試點示范區建設、研發及產業化、產業鏈布局、公共服務平臺等方面取得了良好的工作成效。
智能網聯汽車是指搭載先進的車載傳感器、控制器、執行器等裝置,并融合現代通信與網絡技術,實現人、車、路、后臺等智能信息交換共享,具備復雜的環境感知、智能決策、協同控制和執行等功能,可實現安全、舒適、節能、高效的行駛,并最終可代替人來操作的新一代汽車,是智能汽車與車聯網的交集。
智能網聯汽車可以提供更安全、更節能、更環保、更便捷的出行方式和綜合解決方案,是國際公認的未來發展方向和關注焦點。研究表明,發展智能網聯汽車,道路交通安全事故將減少80%,城市交通擁堵減少60%,短途運輸效率提高70%,現有道路網通行能力提高2~3倍,能源消耗降低20%,尾氣排放減少25%~30%。
智能網聯汽車的核心技術包括三大方面。一是自動駕駛技術,逐步實現自動駕駛系統代替人進行駕駛操作。二是車聯網技術,實現車輛與外界的智能信息交換(Vehicle to Everything,V2X),包括信息娛樂系統、遠程服務系統(Telematics)、車車通信(Vehicle to Vehicle,V2V)等。三是車載人工智能技術,幫助駕乘人員進行乘車輔助性操作,如語音交互系統、手勢交互系統、智能行車助手等。
目前,國際上普遍采用美國的自動駕駛分級標準,將智能網聯水平高低劃分為5個層次:Level 1駕駛輔助(Driver Assistance,DA),Level 2部分自動化(Partial Automation,PA),Level 3有條件自動化(Conditional Automation,CA),Level 4高度自動化(High Automation,HA),Level 5完全自動化(Full Automation,FA)。
美國、歐洲、日本等國家及地區在汽車智能化、網聯化領域擁有數十年的積累,從國家頂層設計到企業戰略布局及技術積累均比我國有較大的優勢,在核心芯片、關鍵零部件、研發體系、標準體系等方面優勢更為明顯,在車輛的研發制造上亦相對領先。通用、福特、寶馬、奔馳、奧迪、沃爾沃、豐田、日產等企業已經實現DA級產品的商業化,部分高端品牌已有PA級產品。預計2020年前后,各大汽車企業將會推出CA、HA、FA級自動駕駛汽車產品。
企業方面已分化出兩大派別:以傳統車企為代表的高級輔助駕駛系統(ADAS)和自主智能化陣營,以及以互聯網企業為代表的人工智能和網聯化技術陣營。第一類陣營中,通用、福特、豐田、奧迪、寶馬等整車企業大多從現有的汽車技術出發,配合感知和機器決策,以輔助駕駛為核心,逐步試驗并裝配高級輔助駕駛系統,進而過渡到自動駕駛,最終實現無人駕駛;博世、大陸、德爾福、電裝等汽車零部件供應商整合現有技術資源,為用戶提供自動駕駛、汽車互聯、人機交互等系統性解決方案,掌握傳感器、控制器和執行器研發設計的核心價值環節。第二類陣營中,以谷歌、蘋果、特斯拉為代表的互聯網企業從高級別切入,以人工智能、高精度地圖、激光雷達、協同式環境感知系統等技術綜合實現無人駕駛,意圖重新定義汽車產業鏈。互聯網企業的介入使得智能駕駛汽車的發展速度大大加快,傳統車企在競爭壓力下不得不通過加快研發和并購手段,推進其智能駕駛技術儲備進程。
在移動互聯、大數據及云計算等技術為代表的新一輪科技革命的驅動下,全球汽車行業轉型升級正朝著智能化、互聯化、綠色化的方向演進。
面對智能網聯汽車帶來的新一輪產業革命,如果能抓住先機,將實現汽車業整體實力提升,增強整個制造業的綜合競爭力。經過近幾年的不斷發展,我國智能網聯汽車產業發展已經上升至國家戰略層面,發展定位從原來車聯網的概念向智能制造、智能網聯等智能化集成轉移。國內企業也開始加快智能網聯汽車產業布局并逐步推動相關產業發展及技術創新。智能駕駛乘用車市場滲透率不斷提升,規模持續擴大。大數據分析公司易觀的數據顯示,截至2016年,我國智能駕駛乘用車滲透率已達20%,市場規模達500億元。預計到2020年,市場滲透率將超過60%,市場規模有望達到1200億元。
政府層面,我國自2015年起先后出臺了一系列政策,明確將智能網聯汽車的發展列為制造業轉型升級的重要突破口和抓手,鼓勵發展智能網聯汽車。2015年11月,工業和信息化部發布《中國車聯網創新發展工作方案》。2016年10月,中國汽車工程學會發布《智能網聯汽車技術路線圖》。2017年4月,工業和信息化部、國家發展和改革委員會、科學技術部聯合發布《汽車產業中長期發展規劃》,明確實施智能網聯汽車推進工程。2017年12月,工業和信息化部發布《國家車聯網產業標準體系建設指南(智能網聯汽車)》。同時,上海、北京、廣東、重慶等地也先后出臺相關實施方案推進智能網聯汽車產業發展。
企業層面,我國企業在智能網聯汽車領域的推進較全球市場更為激進。無論是上汽、長安、廣汽、北汽等傳統整車企業,還是蔚來、百度、奇點、威馬等新興汽車企業,都加快了智能網聯汽車的布局和產品落地。我國智能駕駛市場將比全球智能駕駛市場更早迎來市場啟動期,并有機會在未來的全球智能駕駛技術競賽中率先對海外企業進行技術輸出。
國內主要整車企業在當地政府的直接支持下,基本形成了以整車帶動配套零部件產業鏈的國內區域戰略布局格局,并通過合資合作和自主技術創新相結合,推動汽車電子產業的發展。目前,我國已形成五大汽車電子產業集聚區域,分別是上海及長三角汽車電子產業集聚區域(上汽集團、上汽大眾、上汽通用、上汽榮威、奇瑞、吉利等),廣州及珠三角汽車電子產業集聚區域(廣汽集團、廣汽豐田、廣汽本田、比亞迪等),長春汽車電子產業集聚區域(一汽集團、一汽大眾、一汽奧迪等)、北京及天津環渤海汽車電子產業聚集區域(北汽集團、北汽現代、中華等)、重慶及武漢中西部汽車電子產業集聚區域(東風、長安、福特等)。
此外,智能網聯汽車示范區建設也掀起熱潮。2016年起,上海、北京、重慶、武漢、杭州等地成為首批智能網聯汽車與智慧交通應用示范城市。其中,上海和重慶的智能網聯汽車示范區已開園運營。
在技術方面,智能化和互聯化將成為智能網聯汽車兩大核心發展方向,兩者相輔相成,并加速融合發展。目前,全球智能駕駛市場正處于探索期階段,相關智能駕駛技術的運用已經初見成效,如主動安全、自適應巡航技術和車輛通信等。以深度學習為代表的人工智能技術正在得到快速應用,尤其在環境感知領域凸顯巨大優勢,正以顛覆性的速度替代傳統機器學習方法。當前,全球范圍內除了谷歌自動駕駛技術接近HA級以外,大部分廠商的自動駕駛技術僅達到PA級。預計到2021年,少數產品成熟的企業將主導市場,智能駕駛技術也將得到普及,汽車自動化程度將日趨提高,最終實現無人駕駛。
在產業鏈方面,智能網聯汽車產業的快速發展,將顛覆傳統汽車電子產業鏈,形成三層金字塔產業鏈格局:頂端的原始設備制造商(OEM)和科技型造車企業、中間ADAS系統供應商、底層零部件供應商。在合作方式上,單一的產業鏈閉環體系向創新鏈深度開放協同轉變,企業與用戶雙向溝通,企業對市場需求的把握將更加快速準確,同時用戶可以直接參與產品研發,實現了研發的眾包式變革,由封閉的大規模流水線生產轉變為開放的規模化定制生產。汽車產業的價值鏈由零部件制造端向智能研發和汽車后市場運營服務轉移。
在保障方面,自特斯拉汽車幾次重大安全事故被曝光以來,自動駕駛汽車的安全性越來越受到關注,自動駕駛汽車測試評價方法研究以及測試場、示范區建設成為全球熱點。自動駕駛汽車在設計、開發過程中,以及在公共道路部署應用之前,需要在可控的正式環境中進行大量的、可重復性的、不同層次的測試及運行,以推動技術創新和保障公眾安全。目前,中國、美國、英國、日本、新加坡、瑞典等國家的自動駕駛測試區、示范區的建設規模不斷擴大,相關自動駕駛示范應用也在逐步展開。
上海高度重視智能網聯汽車產業發展,2011年成立了上海車聯網產業聯盟,2015年成立了上海智能交通系統產業聯盟,2016年建成了上海國際汽車城智能網聯汽車試點示范區并開園運營,2017年發布《上海市智能網聯汽車產業創新工程實施方案》,明確將發展智能網聯汽車作為上海產業轉型升級的戰略領航工程。
目前,上海已形成完整的智能網聯汽車產業結構性布局,擁有汽車電子企業200余家,年銷售規模超10億元的約30家,其中2/3為外資或合資,幾乎涵蓋所有智能網聯汽車電子門類產品的研發、制造及應用領域。上海擁有博世、大陸等國際公司在滬設立的亞洲總部、技術中心或研究機構16家,上汽集團、同濟大學、上海交通大學等單位的國家工程實驗室或國家級技術中心8家,此外,還有上海地面交通工具風洞中心、上海汽車電子工程中心等省市級技術中心10家。
上海智能網聯汽車電子產業上下游產品研發、制造、配套產業鏈也十分完整。近年來,產業結構、區域布局經過轉型調整,圍繞上海大眾、上海通用、上汽等整車企業的布局,已形成了嘉定“產業基地”、浦東“應用示范”、徐匯“前沿技術”三大集聚區和楊浦、閔行、金山等拓展區的完整產業鏈分布,差異化融合聚焦發展汽車電子、車聯網和新能源汽車等重點領域。
不過,上海智能網聯汽車產業發展也面臨一些問題,主要有以下幾個方面。
目前,國外廠商在我國汽車電子市場占據絕對主導地位。上海在核心芯片與傳感器、駕駛決策、人工智能、關鍵執行器零部件領域核心技術被外方掌握,自主技術能力薄弱。合資企業滿足于已有產品的良好市場,依賴于向外方獲取專利技術授權而無意加大自主技術研發的投入和提升。本土企業大多規模較小、技術資源不足、研發能力弱,缺乏有競爭力的龍頭企業。自主品牌整車的汽車電子自主技術產品配套體系尚未形成,合資品牌整車配套體系的認證準入仍存在技術壁壘。與汽車產業緊密相關的基礎工業水平,如基礎材料、工藝、元器件等也存在嚴重不足。
歐洲、美國、日本等發達國家和地區經過近10年的努力,已基本完成了V2X通信及控制的大規模道路測試評價,并從國家標準法規層面提出了ADAS系統強制裝配時間表,現已進入產業化及市場部署階段。上海智能汽車自主研發仍處于相對滯后狀態,如不能在產業新格局形成階段介入其中,很可能會被屏蔽于外,不僅不能縮小差距,更有進一步落后的風險。
國外企業為了控制我國汽車電子市場,在我國大量申請專利,進一步導致國內缺乏具有自主知識產權的產品。目前,除了標準以外,自主知識產權是制約我國汽車行業發展的一個主要因素,大多數生產廠家不具備與國外汽車公司同步開發的條件,只能處于仿制階段。此外,國外企業申請的多為發明專利,國內企業申請的多為實用新型專利,談不上真正意義的開發。
圍繞“一帶一路”和上海科創中心建設戰略,上海應推動國際合作,同時加快“中國標準”的制定和推出,提升我國在全球價值鏈再分配網絡中的主導地位。
汽車電子技術研發資金投入大,開發難度高且周期長,驗證成本高,這些制約了企業對創新型技術和產品的開發。特別是民營和初創型企業,在維持企業運作的資金保障基礎上,如果要在激烈的競爭環境下生存,必須在新技術的研發和新市場開拓等環節中投入大量資金,從而進一步面臨資金緊、融資難的困境。
上海可借鑒美國、歐洲、日本等國家和地區的經驗,加強頂層設計,統籌推進產業發展,明確總體發展目標、主要任務和保障措施。我們建議,上海應建立由上海市發展和改革委員會牽頭的產業統籌規劃審核體系,優化產業區域布局,形成區域特色。上海還應建立上海市經濟和信息化委員會、上海市科學技術委員會、上海市交通委員會等分工協作的產業鏈創新推進機制,推進電子信息、人工智能、云計算等各領域的創新發展規劃。
根據智能網聯汽車的概念和產品劃分,上海應以產業發展戰略為指導,圍繞關鍵硬件標準、通信標準、安全標準、試驗測試標準等幾個重點領域優先進行標準法規的建設工作。在路、車、人、環境的新要求下,上海應加快行業相關立法工作,界定各個主體的權責,明確智能網聯汽車運行中涉及人、財、物相關的數據安全和隱私保護問題。
上海可結合智慧城市建設,選擇優勢區域,如嘉定、浦東、金山等,增加智能網聯汽車示范推廣的數量和范圍,完善示范區的軟硬件設施和測試能力,以應用示范區來服務和驗證立法及規范制定工作。示范區內可酌情放寬采集道路和路邊建筑物高精度信息的限制,提高智能網聯汽車上路測試的效率。
上海應建立智能網聯汽車實驗室、技術中心、創新服務中心等功能性服務平臺,在智能制造、新技術研發、功能驗證、共性技術共享等方面提供基礎服務;組建上海市智能網聯汽車行業專家委員會,為相關企業的發展提供咨詢、對接和集中攻關服務;進行道路基礎設施信息化的升級改造,推動整個智能交通系統全面升級,建立智能網聯汽車測試方法和評價體系,選擇高速公路實際路段和特定園區,按條件開展智能網聯汽車實際道路測試。
圍繞“一帶一路”和上海科創中心建設,上海應推動國際合作,同時加快“中國標準”的制定和推出,鼓勵有關行業組織、金融機構等支持上海智能網聯汽車龍頭企業在全球范圍內開展產業鏈布局,提升我國在全球價值鏈再分配網絡中的主導地位。上海可支持現有汽車或零部件企業成立智能網聯并購基金,對現有的智能網聯汽車領域有競爭力的優勢資源進行資產重組,加快產業轉型發展進度。
智能網聯汽車與現有的汽車產業鏈一樣,呈現高度集中、龍頭并舉的市場競爭態勢。我們建議,針對市場特征,確定兩至三家相關技術領域重點培育企業,打造一批核心供應商,形成幾個功能創新生態體系。以工業互聯網為平臺,推進智能網聯汽車龍頭企業與產業鏈、創新鏈和生態鏈間的信息流、物流、人流、資金流的動態配置,促進龍頭企業健康、持續、長遠發展。