上海智能网联汽车产业路在前方

2019-01-21 06:17顾锡新
张江科技评论 2019年3期
关键词:智能网汽车产业上海

■文/顾锡新

当前,上海在发展智能网联汽车产业过程中面临龙头企业较少、自主创新能力薄弱以及核心技术落后等主要问题,上海智能汽车产业的发展与技术创新突破值得思考。

智能网联汽车作为一种高新技术密集型的新型汽车,是汽车技术的主攻方向之一,更是全球汽车产业变革的趋势和未来制高点。目前,上海智能网联汽车已在全国率先起步发展,初步形成了良好的产业发展环境,在智能网联汽车顶层政策设计、试点示范区建设、研发及产业化、产业链布局、公共服务平台等方面取得了良好的工作成效。

何谓智能网联汽车

智能网联汽车是指搭载先进的车载传感器、控制器、执行器等装置,并融合现代通信与网络技术,实现人、车、路、后台等智能信息交换共享,具备复杂的环境感知、智能决策、协同控制和执行等功能,可实现安全、舒适、节能、高效的行驶,并最终可代替人来操作的新一代汽车,是智能汽车与车联网的交集。

智能网联汽车可以提供更安全、更节能、更环保、更便捷的出行方式和综合解决方案,是国际公认的未来发展方向和关注焦点。研究表明,发展智能网联汽车,道路交通安全事故将减少80%,城市交通拥堵减少60%,短途运输效率提高70%,现有道路网通行能力提高2~3倍,能源消耗降低20%,尾气排放减少25%~30%。

智能网联汽车的核心技术包括三大方面。一是自动驾驶技术,逐步实现自动驾驶系统代替人进行驾驶操作。二是车联网技术,实现车辆与外界的智能信息交换(Vehicle to Everything,V2X),包括信息娱乐系统、远程服务系统(Telematics)、车车通信(Vehicle to Vehicle,V2V)等。三是车载人工智能技术,帮助驾乘人员进行乘车辅助性操作,如语音交互系统、手势交互系统、智能行车助手等。

目前,国际上普遍采用美国的自动驾驶分级标准,将智能网联水平高低划分为5个层次:Level 1驾驶辅助(Driver Assistance,DA),Level 2部分自动化(Partial Automation,PA),Level 3有条件自动化(Conditional Automation,CA),Level 4高度自动化(High Automation,HA),Level 5完全自动化(Full Automation,FA)。

全球产业快速扫描

●国际智能网联汽车产业发展现状

美国、欧洲、日本等国家及地区在汽车智能化、网联化领域拥有数十年的积累,从国家顶层设计到企业战略布局及技术积累均比我国有较大的优势,在核心芯片、关键零部件、研发体系、标准体系等方面优势更为明显,在车辆的研发制造上亦相对领先。通用、福特、宝马、奔驰、奥迪、沃尔沃、丰田、日产等企业已经实现DA级产品的商业化,部分高端品牌已有PA级产品。预计2020年前后,各大汽车企业将会推出CA、HA、FA级自动驾驶汽车产品。

企业方面已分化出两大派别:以传统车企为代表的高级辅助驾驶系统(ADAS)和自主智能化阵营,以及以互联网企业为代表的人工智能和网联化技术阵营。第一类阵营中,通用、福特、丰田、奥迪、宝马等整车企业大多从现有的汽车技术出发,配合感知和机器决策,以辅助驾驶为核心,逐步试验并装配高级辅助驾驶系统,进而过渡到自动驾驶,最终实现无人驾驶;博世、大陆、德尔福、电装等汽车零部件供应商整合现有技术资源,为用户提供自动驾驶、汽车互联、人机交互等系统性解决方案,掌握传感器、控制器和执行器研发设计的核心价值环节。第二类阵营中,以谷歌、苹果、特斯拉为代表的互联网企业从高级别切入,以人工智能、高精度地图、激光雷达、协同式环境感知系统等技术综合实现无人驾驶,意图重新定义汽车产业链。互联网企业的介入使得智能驾驶汽车的发展速度大大加快,传统车企在竞争压力下不得不通过加快研发和并购手段,推进其智能驾驶技术储备进程。

在移动互联、大数据及云计算等技术为代表的新一轮科技革命的驱动下,全球汽车行业转型升级正朝着智能化、互联化、绿色化的方向演进。

●我国智能网联汽车产业发展现状

面对智能网联汽车带来的新一轮产业革命,如果能抓住先机,将实现汽车业整体实力提升,增强整个制造业的综合竞争力。经过近几年的不断发展,我国智能网联汽车产业发展已经上升至国家战略层面,发展定位从原来车联网的概念向智能制造、智能网联等智能化集成转移。国内企业也开始加快智能网联汽车产业布局并逐步推动相关产业发展及技术创新。智能驾驶乘用车市场渗透率不断提升,规模持续扩大。大数据分析公司易观的数据显示,截至2016年,我国智能驾驶乘用车渗透率已达20%,市场规模达500亿元。预计到2020年,市场渗透率将超过60%,市场规模有望达到1200亿元。

政府层面,我国自2015年起先后出台了一系列政策,明确将智能网联汽车的发展列为制造业转型升级的重要突破口和抓手,鼓励发展智能网联汽车。2015年11月,工业和信息化部发布《中国车联网创新发展工作方案》。2016年10月,中国汽车工程学会发布《智能网联汽车技术路线图》。2017年4月,工业和信息化部、国家发展和改革委员会、科学技术部联合发布《汽车产业中长期发展规划》,明确实施智能网联汽车推进工程。2017年12月,工业和信息化部发布《国家车联网产业标准体系建设指南(智能网联汽车)》。同时,上海、北京、广东、重庆等地也先后出台相关实施方案推进智能网联汽车产业发展。

企业层面,我国企业在智能网联汽车领域的推进较全球市场更为激进。无论是上汽、长安、广汽、北汽等传统整车企业,还是蔚来、百度、奇点、威马等新兴汽车企业,都加快了智能网联汽车的布局和产品落地。我国智能驾驶市场将比全球智能驾驶市场更早迎来市场启动期,并有机会在未来的全球智能驾驶技术竞赛中率先对海外企业进行技术输出。

国内主要整车企业在当地政府的直接支持下,基本形成了以整车带动配套零部件产业链的国内区域战略布局格局,并通过合资合作和自主技术创新相结合,推动汽车电子产业的发展。目前,我国已形成五大汽车电子产业集聚区域,分别是上海及长三角汽车电子产业集聚区域(上汽集团、上汽大众、上汽通用、上汽荣威、奇瑞、吉利等),广州及珠三角汽车电子产业集聚区域(广汽集团、广汽丰田、广汽本田、比亚迪等),长春汽车电子产业集聚区域(一汽集团、一汽大众、一汽奥迪等)、北京及天津环渤海汽车电子产业聚集区域(北汽集团、北汽现代、中华等)、重庆及武汉中西部汽车电子产业集聚区域(东风、长安、福特等)。

此外,智能网联汽车示范区建设也掀起热潮。2016年起,上海、北京、重庆、武汉、杭州等地成为首批智能网联汽车与智慧交通应用示范城市。其中,上海和重庆的智能网联汽车示范区已开园运营。

●智能网联汽车产业发展趋势

在技术方面,智能化和互联化将成为智能网联汽车两大核心发展方向,两者相辅相成,并加速融合发展。目前,全球智能驾驶市场正处于探索期阶段,相关智能驾驶技术的运用已经初见成效,如主动安全、自适应巡航技术和车辆通信等。以深度学习为代表的人工智能技术正在得到快速应用,尤其在环境感知领域凸显巨大优势,正以颠覆性的速度替代传统机器学习方法。当前,全球范围内除了谷歌自动驾驶技术接近HA级以外,大部分厂商的自动驾驶技术仅达到PA级。预计到2021年,少数产品成熟的企业将主导市场,智能驾驶技术也将得到普及,汽车自动化程度将日趋提高,最终实现无人驾驶。

在产业链方面,智能网联汽车产业的快速发展,将颠覆传统汽车电子产业链,形成三层金字塔产业链格局:顶端的原始设备制造商(OEM)和科技型造车企业、中间ADAS系统供应商、底层零部件供应商。在合作方式上,单一的产业链闭环体系向创新链深度开放协同转变,企业与用户双向沟通,企业对市场需求的把握将更加快速准确,同时用户可以直接参与产品研发,实现了研发的众包式变革,由封闭的大规模流水线生产转变为开放的规模化定制生产。汽车产业的价值链由零部件制造端向智能研发和汽车后市场运营服务转移。

在保障方面,自特斯拉汽车几次重大安全事故被曝光以来,自动驾驶汽车的安全性越来越受到关注,自动驾驶汽车测试评价方法研究以及测试场、示范区建设成为全球热点。自动驾驶汽车在设计、开发过程中,以及在公共道路部署应用之前,需要在可控的正式环境中进行大量的、可重复性的、不同层次的测试及运行,以推动技术创新和保障公众安全。目前,中国、美国、英国、日本、新加坡、瑞典等国家的自动驾驶测试区、示范区的建设规模不断扩大,相关自动驾驶示范应用也在逐步展开。

上海智能网联汽车产业

上海高度重视智能网联汽车产业发展,2011年成立了上海车联网产业联盟,2015年成立了上海智能交通系统产业联盟,2016年建成了上海国际汽车城智能网联汽车试点示范区并开园运营,2017年发布《上海市智能网联汽车产业创新工程实施方案》,明确将发展智能网联汽车作为上海产业转型升级的战略领航工程。

目前,上海已形成完整的智能网联汽车产业结构性布局,拥有汽车电子企业200余家,年销售规模超10亿元的约30家,其中2/3为外资或合资,几乎涵盖所有智能网联汽车电子门类产品的研发、制造及应用领域。上海拥有博世、大陆等国际公司在沪设立的亚洲总部、技术中心或研究机构16家,上汽集团、同济大学、上海交通大学等单位的国家工程实验室或国家级技术中心8家,此外,还有上海地面交通工具风洞中心、上海汽车电子工程中心等省市级技术中心10家。

上海智能网联汽车电子产业上下游产品研发、制造、配套产业链也十分完整。近年来,产业结构、区域布局经过转型调整,围绕上海大众、上海通用、上汽等整车企业的布局,已形成了嘉定“产业基地”、浦东“应用示范”、徐汇“前沿技术”三大集聚区和杨浦、闵行、金山等拓展区的完整产业链分布,差异化融合聚焦发展汽车电子、车联网和新能源汽车等重点领域。

不过,上海智能网联汽车产业发展也面临一些问题,主要有以下几个方面。

●传统汽车电子产业整体上与国际先进水平差距明显

目前,国外厂商在我国汽车电子市场占据绝对主导地位。上海在核心芯片与传感器、驾驶决策、人工智能、关键执行器零部件领域核心技术被外方掌握,自主技术能力薄弱。合资企业满足于已有产品的良好市场,依赖于向外方获取专利技术授权而无意加大自主技术研发的投入和提升。本土企业大多规模较小、技术资源不足、研发能力弱,缺乏有竞争力的龙头企业。自主品牌整车的汽车电子自主技术产品配套体系尚未形成,合资品牌整车配套体系的认证准入仍存在技术壁垒。与汽车产业紧密相关的基础工业水平,如基础材料、工艺、元器件等也存在严重不足。

●智能网联相关的核心技术仍落后于世界先进水平

欧洲、美国、日本等发达国家和地区经过近10年的努力,已基本完成了V2X通信及控制的大规模道路测试评价,并从国家标准法规层面提出了ADAS系统强制装配时间表,现已进入产业化及市场部署阶段。上海智能汽车自主研发仍处于相对滞后状态,如不能在产业新格局形成阶段介入其中,很可能会被屏蔽于外,不仅不能缩小差距,更有进一步落后的风险。

●缺少具有自主知识产权产品

国外企业为了控制我国汽车电子市场,在我国大量申请专利,进一步导致国内缺乏具有自主知识产权的产品。目前,除了标准以外,自主知识产权是制约我国汽车行业发展的一个主要因素,大多数生产厂家不具备与国外汽车公司同步开发的条件,只能处于仿制阶段。此外,国外企业申请的多为发明专利,国内企业申请的多为实用新型专利,谈不上真正意义的开发。

围绕“一带一路”和上海科创中心建设战略,上海应推动国际合作,同时加快“中国标准”的制定和推出,提升我国在全球价值链再分配网络中的主导地位。

●民营和初创型企业在发展过程中面临困难

汽车电子技术研发资金投入大,开发难度高且周期长,验证成本高,这些制约了企业对创新型技术和产品的开发。特别是民营和初创型企业,在维持企业运作的资金保障基础上,如果要在激烈的竞争环境下生存,必须在新技术的研发和新市场开拓等环节中投入大量资金,从而进一步面临资金紧、融资难的困境。

产业发展对策与建议

●加强智能网联汽车顶层设计

上海可借鉴美国、欧洲、日本等国家和地区的经验,加强顶层设计,统筹推进产业发展,明确总体发展目标、主要任务和保障措施。我们建议,上海应建立由上海市发展和改革委员会牵头的产业统筹规划审核体系,优化产业区域布局,形成区域特色。上海还应建立上海市经济和信息化委员会、上海市科学技术委员会、上海市交通委员会等分工协作的产业链创新推进机制,推进电子信息、人工智能、云计算等各领域的创新发展规划。

●推动智能网联汽车标准法规的制定和法律体系的完善

根据智能网联汽车的概念和产品划分,上海应以产业发展战略为指导,围绕关键硬件标准、通信标准、安全标准、试验测试标准等几个重点领域优先进行标准法规的建设工作。在路、车、人、环境的新要求下,上海应加快行业相关立法工作,界定各个主体的权责,明确智能网联汽车运行中涉及人、财、物相关的数据安全和隐私保护问题。

●加大智能网联汽车试点示范和运行测试

上海可结合智慧城市建设,选择优势区域,如嘉定、浦东、金山等,增加智能网联汽车示范推广的数量和范围,完善示范区的软硬件设施和测试能力,以应用示范区来服务和验证立法及规范制定工作。示范区内可酌情放宽采集道路和路边建筑物高精度信息的限制,提高智能网联汽车上路测试的效率。

●加强新型创新基础设施及道路配套设施建设

上海应建立智能网联汽车实验室、技术中心、创新服务中心等功能性服务平台,在智能制造、新技术研发、功能验证、共性技术共享等方面提供基础服务;组建上海市智能网联汽车行业专家委员会,为相关企业的发展提供咨询、对接和集中攻关服务;进行道路基础设施信息化的升级改造,推动整个智能交通系统全面升级,建立智能网联汽车测试方法和评价体系,选择高速公路实际路段和特定园区,按条件开展智能网联汽车实际道路测试。

●加快智能网联汽车产业链的全球整合

围绕“一带一路”和上海科创中心建设,上海应推动国际合作,同时加快“中国标准”的制定和推出,鼓励有关行业组织、金融机构等支持上海智能网联汽车龙头企业在全球范围内开展产业链布局,提升我国在全球价值链再分配网络中的主导地位。上海可支持现有汽车或零部件企业成立智能网联并购基金,对现有的智能网联汽车领域有竞争力的优势资源进行资产重组,加快产业转型发展进度。

●鼓励企业开放创新与组织变革

智能网联汽车与现有的汽车产业链一样,呈现高度集中、龙头并举的市场竞争态势。我们建议,针对市场特征,确定两至三家相关技术领域重点培育企业,打造一批核心供应商,形成几个功能创新生态体系。以工业互联网为平台,推进智能网联汽车龙头企业与产业链、创新链和生态链间的信息流、物流、人流、资金流的动态配置,促进龙头企业健康、持续、长远发展。

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