功能架构在吉利浩瀚平台中的应用和实践

考虑到当前功能安全和信息安全的要求，系统失效模式的分析工作，可以框定零件FMEA的工作重点，并能指导零件的异常处理机制部署。

1.4 系统对架构的补充

网络架构的开发模式要求架构团队输出网络拓扑图、通信矩阵和诊断数据，但是对于功能的开发仅仅停留在信号层面。表5所示为架构的定义，通过系统层的需求定义，建立功能和零件的依赖矩阵，这样不仅能有效地协同各个零件同步开发进程，快速高质量地交付，同时也能有效地把控功能的变更，主动进行功能重构，迅速地适应需求的变化。系统层需求的建模分析结果，从数据也能支持架构拓扑结构、电源模式管理和网络休眠唤醒机制等基础性功能优化的决策。

2 功能架构模型

2.1 功能架构概念

功能架构是在系统层对于功能进行关系建模，根据前期开发的经验，在实际开发工作中主要关注以下3个维度工作：

（1） 功能结构：功能细化并描述功能对于系统的行为要求；

（2） 映射关系：描写功能和零件通过接口定义的依赖关系；

2.2 功能状态定义

利用功能架构模型进行系统层建模，就需要统一定义功能的状态，如表7所示。统一建模语言，能方便开发团队进行技术交流和讨论。本文只标准化功能状态，但不约束功能行为，也就是说单体功能可以根据场景的需求对于功能状态进行不同行为规范，比如灯光功能的Off指的是关灯，而玻璃升降器的Off指的是停止运动。利用功能架构进行系统建模时，只关注功能的状态迁移条件，而具体的控制行为或者算法实现方式，比如采用PID控制还是模糊控制，可由功能执行的主要零件工程师进行选择。这样分工，在概念设计阶段能高效地定义系统行为，不用陷入太多技术细节讨论，同时也能激活零件开发工程师的创造力，只要达成开发目标，就可以各自自由进行算法和程序的设计。

2.3 功能激励条件定义

通过外部或者内部的事件可以改变功能的状态，这些事件可以按照表8来进行分类，考虑到供应链全球化趋势，需求规范编写时，也添加了英文名。

图4表示功能状态和条件关系，针对每个功能，如果有多个事件或者状态组合成为一个条件，就需要把它们的组合关系也表示出来，比如逻辑“与”和逻辑“或”的关系。

3 应用与实践

在吉利浩瀚架构上进行了实践，在此选择脚踢开尾门的功能作为案例进行说明。此功能允许车主利用脚来非接触式地开启后备箱。

3.1 用户场景定义

在用户场景阶段，仅仅关注在什么情况下（When），解决了什么问题（What），但是对于问题怎么解决（How）不进行讨论。

根据市场部的调研以及功能开发工程师的对标，脚踢开启尾门功能按照卡诺模型的分类是属于期望型功能，功能能给用户带来正向的使用价值，帮助客户解决了不方便用手开启尾门的场景，这种场景在超市购物、搬家和运输过程中发生的概率也比较高。当然这个功能依赖于电动尾门开启和无钥匙进入功能，并且一般部署在SUV车型之上。

3.2 搭建需求框架

首先，对于功能进行结构拆解，由于尾门开启是一个动作执行过程，可以根据动作的类型对于功能继续细分，比如：

· 尾门解锁

· 尾门升程运动

· 尾门停止

其次，罗列尾门模块中的零件清单，这个清单不仅仅包含控制器、开关、传感器、电机等机电零件，甚至也可以将关联的机械零件如铰链也放在清单中。在尾门的升程运动过程中，电机负责提供动力，而铰链的摩檫力和尾门自身的重力为阻力，在后期的标定过程中，铰链和尾门的工艺一致性影响尾门开启的响应时间。图5所示为自动尾门开启功能的依赖关系，为了简单起见，仅仅把部分零件整理出来。

3.4 组织和人员分工

在需求开发过程中，本文建议可以在系统工程师配合架构团队，对于各域的功能架构进行统一开发管理。观察到有些整车厂学习互联网行业的经验，由功能开发工程师主导功能开发、系统设计和零件开发，但效果不是太好，分析其原因有以下两点：

（1） 互联网产品不需要考虑硬件，更不用说机电系统的限制，只要把软件逻辑实现就行；

4 结论与展望

功能架构展示了需求工程的一种全新视角，利用功能的生命周期进行需求的系统化整理，通过电子尾门功能的案例和吉利汽车浩瀚架构的开发实践，完整地提出了整套功能架构方法论在工程实践中的资源和需求组织原则，具备对行业进行架构开发的实际指导作用。

在当前软件定义汽车的背景下，电子电气系统的开发发生了深刻的变化。

首先，SOA面向服务架构正在兴起，如图7所示，通过功能架构建模，将功能颗粒度细化，可以快速地封装成为原子化的服务，而依赖关系可以作为服务订阅和发布机制的原则基础。

其次，敏捷开发流程相对于传统的迭代开发流程更加有效，整车项目开发要求在短时间内进行功能交付，细化的功能需求将有利于更具有效地进行两周的冲刺计划。图8所示为一种敏捷模块释放计划，利用依赖矩阵可以有的放矢地进行释放节奏把控，按照功能计划更加高效和灵活地实施开发计划。

再次，结合电子电气架构向中央化计算平台的演进，以及软件自研和SOA架构的推广，将会使得软件的复用变得简单。功能架构将软件模块和功能关联，可以将产品规划和软件开发都集中到统一平台上，如图9所示。