人工智能在汽車行業的應用

◆陳志鑫 / 文

編者按

本文根據上汽集團原總裁、同濟大學兼職教授陳志鑫在同濟大學上海市產業創新生態系統研究中心主辦的“2019發展與管理”研討會上的主題發言整理而成。同濟大學經濟與管理學院博士研究生徐濤整理。

當前，汽車工業正處在一個十字路口，全球汽車行業正經歷一場百年未有的大變革。除了新能源汽車，還有很重要的一大變革是人工智能跟汽車行業的結合。

一、人工智能進入發展新階段

人工智能發展并不是一帆風順，從50年代開始經歷了幾次跌宕起伏（見圖1）。2010年以來，在互聯網和大數據驅動以及量子計算逐步實現下，基于認知智能、知識工程的人工智能快速發展，最有代表性的是阿爾法狗（AlphaGo）在圍棋領域打敗人類。為了搶占人工智能重大發展戰略機遇，構筑我國人工智能發展的先發優勢，2017年7月8日國務院印發了《新一代人工智能規劃》。隨著智聯網絡的加速構建，人工智能將在跨界融合、開放融通中，創造新的強大引擎，推動社會生產力再次整體躍升。

二、汽車行業面臨深刻變革

第一個是環境在變。交通擁堵、能源制約、排放污染等因素，正讓傳統汽車產業發展面臨瓶頸。

第二個是用戶在變。中國有將近4億的“80后”、“90后”新生代消費者，并已經成為汽車市場的消費主力。他們作為互聯網的原住民，伴隨著中國互聯網經濟的蓬勃爆發和智能手機的快速普及成長，對汽車產品的需求已不再滿足于操控、油耗等傳統的性能。新能源、智能網聯等新型需求應運而生，并且已經改變或正在改變他們對汽車產品的評價標準。特別是汽車的電動化，通過重新定義電氣架構以及軟件架構，讓汽車也能夠實現快速的迭代升級，并讓軟件成為決定產品競爭力的關鍵因素。

圖1

第三個是技術在變。電動化正在改變汽車的制造，汽車零部件將減少1/3，更容易實現模塊化、定制化的生產，為基于C2B的智能制造提供便利。電動化還在深刻改變汽車的價值鏈，通過與智能化的融合，為實現智慧交通創造條件，讓汽車從單純依靠化石能源驅動的單一交通工具，逐漸轉變為清潔的移動智能終端，并為發展共享出行等移動出行服務提供了重要的機遇。

第四個是模式在變。通過汽車的網聯化，讓用戶的駕駛習慣、出行等使用過程中的數據，通過人工智能的深度學習算法，不僅為產品設計提供更加精準的用戶畫像，而且通過線上線下的數據貫通打穿，為各種線下服務提供更高效的服務引流，提升用戶服務的粘性，加快構建基于數據驅動的全新業務生態和盈利模式。

這四大變化，預示著汽車工業正面臨百年未有之的大變革。由于發展環境的改變，消費者的用戶體驗要求在改變，還有產品技術、商業模式的深刻變化，讓汽車正在被重新發明和重新定義，全球汽車工業正在經歷一場深刻的變革。令我們感到激動和自豪的是，這場汽車變革的風暴中心就在中國。人工智能作為電動化、網聯化、智能化、共享化“新四化”的核心，將成為百年汽車工業變革的重要驅動力。

三、智能化賦能汽車行業

人工智能技術的發展將對汽車行業產生重大顛覆性影響。“智能+X（X是新四化里的各種場景）”將成為汽車行業創新的源動力。人工智能將在汽車研發、供應鏈、制造、銷售和售后服務等領域取得廣泛應用，催生新的業態和商業模式，從而引發汽車產業結構的深刻變革。這里的深刻變革，包括產品智能和業務智能。產品方面有智能網聯汽車、智能駕駛汽車、智能座艙；業務智能方面，比如智能出行、共享、分時租賃、網約車等，都需要平臺化人工智能。

為什么需要智能網聯汽車？傳統汽車在效率、便利性上已經有很大進步，但是還有三個問題沒有解決。第一是安全問題。根據世界衛生組織統計，2018年全球大概有125萬人死于交通事故，超過1000萬人因為交通事故受傷。第二是環保問題。環保在中國也是國家戰略，汽車要燒汽油或者柴油，對環境有污染。第三舒適性問題。只要人在駕駛就有疲勞的時候，疲勞駕駛不僅影響駕駛員的出行體驗，而且會制約汽車使用，會發生安全事故。汽車需要再發明、再定義，一定要解決人類出行痛點，解決安全、舒適、環保這些新的問題，讓舒適和便利性進一步提升。今天之所以需要智能網聯汽車，就是要解決這些痛點，增加人的有效生命時間。

如何定義智能網聯汽車？汽車是構建一個閉環——人、車、路，整個系統的閉環。其中，人的不確定性因素最高，因此要把不可控的駕駛員從閉環中分離出來，大幅度提高整個交通效率和安全。智能網聯汽車的定義，從功能上講，通過智能化技術來逐步輔助或者最終替代人類駕駛，并通過網聯化技術實現人、車、路合一，協調發展。把人的因素剔除以后，就是車路合一，協調規劃，成為整個智能交通系統的重要組成部分。

圖2是一臺通常意義的智能網聯汽車的基本配置，主要功能包括整車自動控制、感知和定位、智能駕駛控制、車聯網、主動安全幾個模塊。人工智能在智能網聯汽車中處于核心地位。通過人工智能深度學習，所有信號和數據進來后，能夠自動分析汽車行駛是處于安全還是危險狀態，并按照用戶的意志到達目的地，最終實現替代人的操作。在整個系統里，信息終端包括感知、中央決策等都需要大量人工智能來計算。智能汽車的類別主要分為兩類：第一個是單車智能。現在的智能汽車都是單車智能，主要通過感知系統、定位，進行智能規劃、決策和融合，從而實現智能駕駛。第二個是網聯式，通過云計算、大數據協同實現路徑規劃等。理論上說，最終智能汽車都是網聯式。

圖2

智能網聯汽車是新一代人工智能技術的典型應用。圖3從橫坐標來說，包括新一代人工智能的一些重要內容，包括自主/混合智能、群體智能、數據/云端智能；從縱坐標來說，包括融合感知、行為理解、駕駛決策、協同控制。人工智能技術和互聯網智能駕駛是一個非常大的融合和集成。單車智能是點，群體智能是線，最后的數據云端是面。

智能網聯汽車是一個超級復雜、超級大型的系統過程。從消費者出行、服務、數據分析、商業價值、數據價值、汽車和交通安全、能效、綠色環保以及汽車和交通運輸生態的優化是層層推進的。5G剛剛開始，5G時代的到來意味著整車可以無人駕駛。更重要的是，互聯網逐步進入到信息物理系統，整個社會將發生巨大改變。關于智能駕駛等級（圖4），美國SAE、NHTSA、德國VDA等組織已經給出了各自的分級方案，一般以較權威的美國SAE分級定義為準。完全無人駕駛要實現大規模商業化，估計需要20年時間，國家將會陸續頒布一些法規和標準。

智能座艙（圖5）在無人駕駛出來之前，會首先成為智能網聯汽車技術落地的一個重要途徑。智能座艙主要分為5大部分：車載信息娛樂系統、流媒體中央后視鏡、抬頭顯示系統HUD、全液晶儀表、車聯網模塊，主要通過多屏融合實現語音控制、手勢操作等更智能化的人機交互方式。智能座艙通過對數據的采集，上傳到云端進行處理和計算，從而對資源進行最有效適配，增加座艙內的安全性、娛樂性和實用性。智能座艙的未來形態是“智能移動空間”。在5G和車聯網高度普及的前提下，汽車座艙將擺脫“駕駛”這一單一場景，逐漸進化成集 “家居、娛樂、工作、社交”為一體的智能空間。在人類歷史上，將會誕生一個全新的產品品類——智能移動空間。這個智能移動空間，將會由智能駕駛底盤和智能座艙組成，將成為未來人類“衣、食、住、行”的新形態。

智能讓共享出行成為未來重要的出行方式。汽車共享屬于公共交通出行的補充，是滿足自駕出行的一種交通方式，比如拼車、順風車、網約、分時租賃、長租短租等。5G技術、智能網聯、無人駕駛會讓共享出行成為可能。預計汽車共享在2018年到2025年間會經歷行業的積累，2025年后進入一個快速發展期。2040年將進入一個比較穩定的發展成熟期。

圖5

四、汽車行業未來的發展趨勢

趨勢之一：前端與后端融合，探索“新制造”

隨著互聯網和人工智能技術的融合發展，讓用戶與廠商直連成為可能，研發制造前端和使用服務后端可以實現供需對接、相互融合。用戶從產品設計開發之初，就全面參與到汽車的定義、開發、驗證、選配、定價和改進的全流程，可以根據自身需求在智能平臺上“私人定制”各種配置，并提出改進意見。通過運用數字化和智能化技術，推動制造系統和供應鏈體系的全新變革，實現用戶驅動、訂單生產，讓用戶全面參與到產品“從造到用”的全過程，讓智能網聯技術為“新制造”賦能。

趨勢之二：傳統與跨界融合，打造“新物種

電動化是“新四化”的重要基礎。在電動車的平臺上結合智能網聯技術，將打造出移動出行的“新物種”。操作系統和芯片在汽車中的作用和價值占比也越來越大，軟件能力、數據算法成為影響汽車智能化水平的重要因素。未來汽車會像手機一樣，成為一個開源的“移動生態平臺”。隨著電動化、智能化技術的融入，推動電驅動、智能制動、線控轉向等智能化的線控底盤技術應運而生，汽車底盤執行系統會出現重大變革，汽車產品的整體科技含量大大增加。

趨勢之三：產品與服務融合，建立“新生態”

產品與服務融合，建立“新生態”，以智慧出行服務提升用戶移動出行體驗。讓服務豐富產品的屬性，讓產品提升服務的粘性，圍繞“人的移動出行”，構建起一個產品與服務緊密融合的“新生態”，為用戶打造“一站式” 的服務解決方案和高效便捷的服務體驗。