從汽車行業(yè)的自動(dòng)駕駛系統(tǒng)到工業(yè)領(lǐng)域的智能設(shè)備，軟件定義已成為產(chǎn)品功能迭代與價(jià)值提升的核心驅(qū)動(dòng)力。

在2025年MATLAB EXPO北京站的活動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)，MathWorks全球行業(yè)總監(jiān)Arun Mulpur向與會(huì)者展示了一組對(duì)比畫面：左邊是可回收PET瓶的靜態(tài)圖像，右邊是德國(guó)KRONES集團(tuán)的生產(chǎn)線——機(jī)械臂在精密算法控制下動(dòng)態(tài)調(diào)整生產(chǎn)參數(shù)。雖然瓶子不是軟件定義的，但制造瓶子的機(jī)器一定是。

跨越行業(yè)邊界，軟件定義邁入更多行業(yè)

軟件定義產(chǎn)品的核心，在于將傳統(tǒng)硬件主導(dǎo)的產(chǎn)品開發(fā)模式，轉(zhuǎn)變?yōu)橐攒浖橹行摹⒂布檩d體的新型架構(gòu)。目前，軟件定義產(chǎn)品的浪潮正從汽車行業(yè)席卷工業(yè)裝備、醫(yī)療設(shè)備、航空航天等傳統(tǒng)領(lǐng)域。

“汽車行業(yè)目前以75%的功能軟件化率領(lǐng)先，而醫(yī)療設(shè)備與工業(yè)裝備領(lǐng)域正以每年40%的增速追趕?！?span>Arun Mulpur通過一組數(shù)據(jù)，向我們展示了軟件定義發(fā)展的趨勢(shì)。

在自動(dòng)駕駛領(lǐng)域，軟件定義產(chǎn)品使車輛能夠通過OTA升級(jí)實(shí)現(xiàn)功能擴(kuò)展。例如，電池管理系統(tǒng)（BMS）的優(yōu)化不再依賴硬件更換，而是通過MATLAB/Simulink構(gòu)建的電池模型進(jìn)行實(shí)時(shí)參數(shù)調(diào)整。這種模式不僅縮短了開發(fā)周期，還使車輛生命周期價(jià)值提升30%以上。

在工業(yè)場(chǎng)景領(lǐng)域，數(shù)字孿生重構(gòu)研發(fā)流程。KRONES等企業(yè)通過MATLAB的數(shù)字孿生技術(shù)，在虛擬環(huán)境中完成產(chǎn)品定義與功能驗(yàn)證。工程師可基于物理模型進(jìn)行參數(shù)優(yōu)化，使設(shè)備效能提升15%-20%，同時(shí)減少50%的物理樣機(jī)測(cè)試需求。

在醫(yī)療器械領(lǐng)域，高端醫(yī)療設(shè)備的功能已高度依賴軟件算法。通過MATLAB的基于模型設(shè)計(jì)，設(shè)備廠商可將診斷算法與硬件解耦，實(shí)現(xiàn)跨平臺(tái)部署。某影像設(shè)備廠商通過此模式，將新功能上市時(shí)間縮短40%。

雖然軟件定義趨勢(shì)帶來顯著收益，但跨領(lǐng)域協(xié)作復(fù)雜性激增、老舊設(shè)備改造的技術(shù)路徑模糊、大模型時(shí)代對(duì)系統(tǒng)安全性的沖擊等問題，也使得行業(yè)轉(zhuǎn)型面臨著諸多的挑戰(zhàn)，并對(duì)工具鏈提出了更高要求。

Arun Mulpur指出，我們面臨的最大障礙不是技術(shù)本身，而是工程師們的“語(yǔ)言巴別塔?！?Arun Mulpur以某國(guó)內(nèi)新能源車企遇到的挑戰(zhàn)為例，詳細(xì)介紹了某車企在電池管理系統(tǒng)開發(fā)中，軟件團(tuán)隊(duì)與電氣工程師因?yàn)閿?shù)據(jù)格式不兼容，導(dǎo)致項(xiàng)目延期三個(gè)月。

“這種割裂正是軟件定義轉(zhuǎn)型的典型挑戰(zhàn)。”Arun Mulpur表示，當(dāng)傳統(tǒng)線性開發(fā)流程被敏捷開發(fā)取代，跨學(xué)科協(xié)作成為剛需，MATLAB則提供了完整的解決方案。

四大技術(shù)支柱，打造軟件定義時(shí)代的開發(fā)范式

深耕行業(yè)的MathWorks，對(duì)軟件定義時(shí)代企業(yè)的痛點(diǎn)了解深刻。為了幫助企業(yè)快速邁入軟件定義的時(shí)代，提升企業(yè)的創(chuàng)新效率， MathWorks提供了四大技術(shù)支柱。

首先，通過MATLAB的MBD（Model Based Design，基于模型設(shè)計(jì)）框架實(shí)現(xiàn)了從需求到代碼的全流程貫通。采訪過程中，Arun Mulpur以航空航天領(lǐng)域?yàn)槔M(jìn)行了詳細(xì)介紹。他表示，工程師可通過Simulink構(gòu)建系統(tǒng)模型，并利用Embedded Coder自動(dòng)生成符合DO-178C標(biāo)準(zhǔn)的代碼。這種“一次建模，多域部署”的能力，使開發(fā)效率提升50%以上。

其次，MATLAB內(nèi)置的AI工具支持從算法開發(fā)到部署的全流程。在濾波器設(shè)計(jì)場(chǎng)景中，工程師可通過預(yù)訓(xùn)練模型自動(dòng)生成優(yōu)化參數(shù)，將開發(fā)周期從數(shù)周縮短至數(shù)小時(shí)。此外，MathWorks還通過與英偉達(dá)、ST等廠商的合作，使AI模型能夠無縫部署至邊緣端。

再次，MATLAB提供從需求管理到測(cè)試驗(yàn)證的完整工具鏈。例如在汽車電子領(lǐng)域，Polyspace靜態(tài)分析工具可提前識(shí)別60%以上的代碼缺陷，顯著降低系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)。除此之外，針對(duì)特定行業(yè)，如醫(yī)療器械的IEC 62304認(rèn)證，MATLAB提供定制化工具包，加速合規(guī)流程。

最后，通過與主流芯片廠商的合作，MATLAB構(gòu)建了覆蓋ARM、FPGA、GPU等平臺(tái)的優(yōu)化庫(kù)。在工業(yè)控制場(chǎng)景中，代碼生成工具可自動(dòng)適配不同MCU架構(gòu)，使工程師無需關(guān)注底層硬件細(xì)節(jié)。

Arun Mulpur告訴記者，基于同一Simulink模型，利用代碼生成技術(shù)可同時(shí)生成面向英飛凌AURIX?微控制器的C代碼、適用于高通Hexagon? NPU的優(yōu)化指令、以及Xilinx FPGA所需的HDL代碼。

更革命性的創(chuàng)新在于“軟硬解耦”。Arun Mulpur分享了與AWS的合作案例：開發(fā)者可在虛擬ECU環(huán)境中開發(fā)算法，待NXP GoldBox硬件就緒后直接部署。這使某自動(dòng)駕駛項(xiàng)目軟硬件并行開發(fā)上市時(shí)間提前11個(gè)月。

對(duì)于困擾制造業(yè)的老舊設(shè)備改造，MathWorks給出“數(shù)據(jù)重生”方案。Arun Mulpur以某風(fēng)電企業(yè)的實(shí)踐為例，進(jìn)行了詳細(xì)解讀。據(jù)了解，通過MATLAB收集20年前渦輪機(jī)的振動(dòng)數(shù)據(jù)，建立預(yù)測(cè)性維護(hù)模型，使設(shè)備壽命延長(zhǎng)35%，每年減少備件支出200萬(wàn)美元。

“MATLAB一直致力于為不同領(lǐng)域的工程師提供統(tǒng)一環(huán)境下的交付平臺(tái)，將系統(tǒng)工程師、軟件工程師和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工程師的能力結(jié)合在一起，掃平開發(fā)障礙，提高創(chuàng)新效率?！?Arun Mulpur如是說。

構(gòu)建三層次生態(tài)體系，攜手推進(jìn)企業(yè)關(guān)鍵產(chǎn)線改造

“軟件定義產(chǎn)品的終局是生態(tài)競(jìng)爭(zhēng)?！?span>Arun Mulpur在回應(yīng)媒體關(guān)于生態(tài)建設(shè)提問時(shí)指出， MATLAB正在通過構(gòu)建三層次生態(tài)體系，推進(jìn)企業(yè)關(guān)鍵產(chǎn)線的軟件定義改造。

在工具鏈層，MathWorks打通RoadRunner場(chǎng)景仿真→Simulink建?！?span>Embedded Coder部署全流程。在云平臺(tái)層，通過與AWS合作實(shí)現(xiàn)“分鐘級(jí)云端仿真集群構(gòu)建。在產(chǎn)業(yè)適配層，MathWorks提供DO-178C航空認(rèn)證包、IEC 62304醫(yī)療工具鏈等垂直方案。

據(jù)介紹，某車企的云端實(shí)踐驗(yàn)證了該體系價(jià)值：將5000次ADAS測(cè)試仿真分發(fā)到AWS集群，耗時(shí)從23天縮短至9小時(shí)，成本降低85%。

對(duì)于中小企業(yè)轉(zhuǎn)型難題，MATLAB推出“分層訂閱”模式，以此來幫助中小企業(yè)解決關(guān)鍵產(chǎn)線的軟件定義改造的難題。

隨著5G、邊緣計(jì)算等技術(shù)的成熟，軟件定義產(chǎn)品的邊界將持續(xù)擴(kuò)展。MATLAB正在通過開源社區(qū)整合、低代碼平臺(tái)擴(kuò)展和云原生開發(fā)，推動(dòng)產(chǎn)業(yè)的不斷變革。

寫在最后：

在數(shù)字化轉(zhuǎn)型的浪潮中，軟件定義產(chǎn)品的趨勢(shì)正以不可逆轉(zhuǎn)的態(tài)勢(shì)重塑全球產(chǎn)業(yè)格局。在這一過程當(dāng)中，MATLAB不僅是提供了一款工具，更是推動(dòng)產(chǎn)業(yè)變革的基礎(chǔ)設(shè)施。通過持續(xù)的技術(shù)創(chuàng)新與生態(tài)構(gòu)建，MATLAB正在幫助企業(yè)跨越“硬件束縛”，實(shí)現(xiàn)從產(chǎn)品到服務(wù)的價(jià)值躍遷。