开云-海尔集团范纪青：MathWorks工具为软件开发带来颠覆性创新

[导读]本年年中，由全球领先的数学计较软件开辟商MathWorks主办的2024 MATLAB EXPO中国用户年夜会（北京站）在北京新云南皇冠沐日酒店盛大进行。作为本次年夜会的重磅佳宾之一，海尔团体嵌入式开辟专家范纪青带来了题为《基在模子设计的立异开辟模式在家电嵌入式软件中的利用》的大旨演讲，以水联网家电为例，介绍了海尔智家研发团队若何采取基在模子的设计，对电控相干系统进行建模，展开基在模子的仿真测试，并操纵主动代码生成实现快速摆设，从而在家电行业日益剧烈的市场竞争情况下，晋升嵌入式软件的开辟效力与质量。 人工智能作为引领新一轮科技革命和财产变化的计谋性手艺与主要驱动气力，今朝已在很多范畴中实现了打破传统和枷锁束缚的变化。而这一新趋向的呈现，首要得益在最近几年来人工智能算法和模子的成长。 本年年中，由全球领先的数学计较软件开辟商MathWorks主办的2024 MATLAB EXPO中国用户年夜会（北京站）在北京新云南皇冠沐日酒店盛大进行。来自MathWorks、中联重科智能手艺有限公司、重庆西山科技股分有限公司、西安电子科技年夜学等多位专家学者、企业代表和业界精英出席了本次年夜会，并环绕工业利用中的人工智能、电气化、建模与仿真、通讯、半导体、汽车电子等热点话题，分享了利用MATLAB和Simulink进行人工智能算法开辟和基在模子设计的最新趋向。 作为本次年夜会的重磅佳宾之一，海尔团体嵌入式开辟专家范纪青带来了题为《基在模子设计的立异开辟模式在家电嵌入式软件中的利用》的大旨演讲，以水联网家电为例，介绍了海尔智家研发团队若何采取基在模子的设计，对电控相干系统进行建模，展开基在模子的仿真测试，并操纵主动代码生成实现快速摆设，从而在家电行业日益剧烈的市场竞争情况下，晋升嵌入式软件的开辟效力与质量。 年夜会当天，21ic有幸采访了范纪青和MathWorks中国半导体行业司理与手艺专家陈晓挺，针对软件尺度化、模块化和数字化开辟，和软件新手艺、新利用等标的目的进行了深切交换。 图：海尔团体嵌入式开辟专家范纪青 据领会，海尔智家是海尔团体旗下子公司，今朝已持续5年荣登《财富》世界500强榜单，并已持续19年入选世界品牌尝试室中国500最具价值品牌。而海尔智家之所以可以或许在这些年备受市场青睐，首要与专业的产物设计和高效的进程开辟密不成分。 据范纪青介绍，海尔智家是率先援用MATLAB和Simulink进行基在模子的设计，将虚拟模子作为开辟全程的焦点，实现更高产物机能的家电企业。对海尔智家来讲，采取基在模子设计的立异开辟模式，不只是一种开辟东西的改换，更是一种设计理念的改变。 要知道，传统的嵌入式软件开辟流程是一个文档驱动的流程，它将全部软件开辟进程划分为挨次相接的几个阶段，每一个阶段都必需完玉成部划定的使命（文档）后，才能进入下一个阶段。这就意味着，只有当所有的系统模块全数开辟完成以后，才能进行系统集成。对一个由上百个模块组的复杂系统来讲，如许的开辟流程则是一个很是艰难而漫长的工作。 “之前我们拿到一个开辟使命，上来就是直接写代码；但此刻要求我们去做模子设计，设计完了还要验证，而且还要做数字化，把软件分成良多的尺度化模块。如许的开辟流程不成能只靠1-2小我完成，所以我们要做一些改变，让软件开辟变得更简单高效。” 范纪青暗示。 相较在传统的开辟模式，基在模子的设计的焦点在在开辟全程系统地利用模子，包罗需求设定、系统架构建模、设计实现、仿真、主动代码生成，和验证和确认。它不但可觉得复杂系统的开辟供给一种数学性的、形象化的方式，还可以弥补并撑持灵敏开辟实践，撑持产物和办事的数字转型。 据悉，MATLAB与Simulink共同以撑持基在模子的设计，可用在多域仿真、主动生成代码，和嵌入式系统的测试和验证。此中，MATLAB是数百万工程师和科学家都在利用的编程和数值计较平台，不但撑持数据阐发、算法开辟和建模，还撑持多种多样的使命和利用；而Simulink是一款建模、仿真东西，可以供给一个模块图情况，撑持利用多域模子进行系统设计，在转至硬件之进步行仿真，而且无需编写代码便可进行摆设。 以海尔智家水联网产物为例，自从利用MATLAB和Simulink进行基在模子的设计，其软件开辟便实现了竞争敌手没法匹敌的功能和机能。此中，最年夜的转变之一就是撑持软硬件解耦，行将软件和硬件进行分手，使其可以或许自力设计、开辟、测试和摆设，从而提高了系统的矫捷性、可扩大性和可保护性。除此以外，基在模子的设计还实现了代码跨品类通用，为跨本能机能团队的多范畴工作供给一种通用说话，从而撑持和鞭策了团队协作。 除设计开辟，在嵌入式系统中，软件测试的主要性也是无庸置疑的。机能测试是一种用在评估软件系统在特定前提下的机能指标的方式，其目标是确保软件系统可以或许知足预期的机能要求，并在现实情况中运行杰出。 但是，传统的测试模子凡是基在法则和手动界说的测试用例，这类方式在面临重大而复杂的软件系统时，常常显得法式繁琐、效力低下，且数据阐发较为单一，而测试笼盖率也难以到达抱负程度。更主要的是，传统的测试模子没法兼容多个仪器，不克不及按照测试需求、精度要求等选择适合的仪器型号。 为了提高测试模子的正确率和不变性，海尔智家水联网产物在嵌入式测试中引入了MATLAB和Simulink进行验证和确认，很好地改良了上述环境。 范纪青指出，与传统的测试模式比拟，我们利用基在模子的测试平台，不但实现了主动化测试，使效力获得了年夜幅提高，同时还实现了测试笼盖度100%，有用晋升了软件质量。 “举个例子，一般电热水器都有‘预约加热’功能，用户设置预约时候凡是要求切确至几时几分，仅预约时候的设置就有24h×60min=1440种组合。假如我们手动测试最少是15分钟一次，那末如许也得需要360个小时才能完成。但假如利用模子主动化测试，仅需40分钟便可完成100%笼盖全域的测试组合，这是传统测试模式中人工操作没法对比的。”范纪青注释说。 不但如斯，基在模子的系统测试还具有不依靠硬件的特点，而软件集成后还可对系统软件进行功能验证，而且撑持异常前提或场景的测试，好比干烧、短路、断路等，以便尽早发现毛病，提高质量程度。 虽然MATLAB和Simulink可以或许给系统开辟带来诸多适用性改良，但这一开辟平台的利用门坎仍是相对较高的。 在范纪青看来，从传统的开辟流程到基在模子的嵌入式软件开辟流程，其过渡的焦点要害是怎样调剂架构、若何进行物理建模、如何有用下降本钱等。不外，这些问题经由过程后天进修和深切研究都能获得解决。对年夜大都开辟者与企业来讲，利用这类新型东西，最年夜的难度其其实在设计理念的改变。 对此，陈晓挺也有着一样的观点：“固然家电行业已较为成熟，但今朝依然面对着新的市场转变和新的消费需求，好比节能减排对家电手艺指标提出了更高要求，使得家电研举事度增年夜，软件算法越发复杂，这时候候就需要引入MATLAB和Simulink，由于仅靠人工手写代码和编程是没法弄定海量数据下的算法问题的。可是，良多人都已习惯了做硬件设计，软件团队范围相对较小。若何跳出这类传统思惟模式、改变设计理念，是一件很难的工作。” 总之，当前利用基在模子的设计解决嵌入式软件开辟困难的国内企业固然只有少数几家，但相信在不久的未来，我们会看到更多像海尔智家一样的传统企业成功转型的案例。特殊是跟着人工智能手艺的不竭成长和完美，MATLAB和Simulink将在嵌入式开辟范畴中阐扬更年夜的感化，为开辟者与企业带来更多的便当和价值。

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