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迎接智慧車輛新時代,樹德科大建置「車用電子及車聯網產業菁英訓練基地」


汽車工業發展雖已有百年歷史,但邁入21世紀後,全球汽車工業開始面臨著全新的產業革新,大量採用車用電子與車聯網技術,目前已有晶片系統廠商如NXP、ST、Infineon、Renesas、Qualcomm、NVIDIA等,結合Google、Apple、Microsoft等聯網應用之領導廠商,與傳統汽車大廠如GM、Ford、BMW、Benz、VW、Toyota等推出車聯網應用商品,例如前方號誌預先警示、路口車輛防撞警示、動態路徑規劃等。在車聯網的架構下,將車輛作為一個更廣泛之資料集中與發散平台,使得車輛不再僅是單純的交通工具,更是一個龐大的聯網與互通機構。

廣義來說,車聯網泛指汽車對各種物體通訊(Vehicle to Everything, V2X),把人、車、路、雲端平台串聯在一起,各個交通實體包括車輛、交通基礎設施及任何道路使用者,都可以經由周遭的其他交通實體所提供之訊息而受益。V2X可延伸出車與車(Vehicle-to-Vehicle, V2V)、車與交通基礎設施(Vehicle-to-Infrastructure, V2I)、車與行人(Vehicle-to-Pedestrian, V2P)以及車與核心網路(Vehicle-to-Network, V2N)等多種通訊形式,如圖一所示。

車聯網泛指汽車對各種物體通訊(Vehicle to Everything, V2X),可延伸出車與車(V2V)、車與交通基礎設施(V2I)、車與行人(V2P)以及車與核心網路(V2N)等多種通訊形式。 

圖一、V2X車聯網的通訊形式:V2VV2PV2IV2N

(圖片來源:Next-mobility.news-Die Einzelheiten der V2X-Kommunikation)

 

2020-2050年全球汽車V2X車聯網的市場規模預估,2035年將突破324億美元。 

圖二、2020~2050年全球汽車V2X市場規模預估

(資料來源:Goldman Sachs Global Investment Research、工研院IEK、SIPO整理,2018/07)

 

圖二為Goldman Sachs(高盛集團)預估2020-2050年全球汽車V2X車聯網的市場規模,2035年全球汽車車聯網的市場規模將突破324億美元,2020-2035年複合成長率28%。車聯網的主要成長因素將來自於市場對於即時交通資訊的需求增加、意外事故的預防有助於提高公共安全、政府對於交通管理編列更多經費、以及車聯網的普及。同時,根據經濟部工業局2018年智慧車電產業現況調查顯示(如圖三),台灣汽車電子產值至2020年可超過2,700億元台幣,直逼台灣整車產值。產值成長主要原因為自動駕駛車、聯網車輛可促進先進駕駛安全輔助系統,如車用影像系統、盲點偵測、車道偏移、停車輔助系統、車用LED等產品需求,這其中又以AI人工智慧為出發點的車廠和車用電子設備是近年發展的顯學。

台灣車用電子包括駕駛資訊系統(54%)、引擎傳動系統(24%)、車身系統(10%)、保全系統(2%)、安全系統(7%)等,產值預估至2020年達到新台幣2,786億元。

圖三、台灣車用電子產值預測圖

(資料來源:TEEMA、工研院IEK、SIPO整理,2018/07)

 

台灣車輛產業面對這波新興的技術變革,需要大量兼具資訊科技與車輛技術的跨領域優質人才,特別是在自駕車、電動車、ADAS行車輔助、車用診斷等科技車輛應用領域,將是國內技術人才培育的重點之一。樹德科大資訊學院因應這個新的產業人才培育趨勢,獲得教育部補助「優化技職校院實作環境計畫─車用電子及車聯網系統產業菁英訓練基地建置」計畫案,在校內建置使用面積達245坪的車用電子及車聯網系統訓練基地,採購全套德國製最新的車用電子教學設備,與高雄科大、屏東科大、虎尾科大、雲林科大、正修科大、南台科大、崑山科大等七所夥伴學校共同培育台灣車用電子產業菁英人才。

樹德科大車用電子及車聯網系統訓練基地內外照片 

圖四、樹德科大車用電子及車聯網系統訓練基地內外照片

 

為了契合國際車用電子與車聯網的發展趨勢,樹德科大建置的車用電子及車聯網系統訓練基地採用德國製最新車用電子與車聯網教學軟硬體設備,包含:引擎感測器和執行器實訓台、缸內直噴渦輪增壓引擎教學平台、汽車發電機原理教學系統、安全氣囊教學系統、交通標誌識別系統、全自動泊車系統、LIN/CAN/CAN FD/MOST/FlexRay匯流排教學模組、帶故障類比的CAN匯流排和LIN匯流排實車綜合實訓系統等多套特色設備。教材課程則分成三個階段,分別為基礎級(Fundamental)的車用電子專業實務訓練、專家級(Specialist)的車載網路專業實務訓練、菁英級(Expert)的車聯網專業實務訓練,其中基礎級的車用電子專業實務訓練包含車用感測器、執行器、燈光、防盜、SRS、ABS、ESP、車輛ECU程式管理等課程;專家級的車載網路專業實務訓練包含CAN Bus、LIN Bus、FlexRay、車用光纖、油電混合與電動車系統、車用電子故障診斷等課程;菁英級的車聯網專業實務訓練包含車用ECU程式設計、車用電子設計軟體檢測軟體、車聯網系統設計等課程。每項課程都能與實驗設備搭配教學。

樹德科大車用電子模組課程包括基礎級、專家級、菁英級,並建置與等級相應的教學實驗設備。

圖五、基礎級/專家級/菁英級課程與實驗設備對照說明

 

台灣的汽車工業發展已有40年以上的歷史,其附加價值率與上游帶動性高於製造業平均值,為台灣重要主力產業之一,然而受限於技術與品牌,台灣車輛產業的發展仍侷限在代工與組裝,無法進一步擴展其規模。近年來台灣整車製造的規模已達到瓶頸,2016全年銷售數量僅44餘萬台,反觀汽車零組件產值則持續增長,並於2006年超越整車產值,之後均保持1,800億以上的年產值,佔整體車輛產值40%以上(資料來源:車輛公會)。在國際間,車用電子與車聯網系統市場已經進入備戰狀態,在車輛能耗標準與安全法規日益嚴峻的趨勢下,善用我國在PND (Portable Navigation Device,可攜式導航裝置)、NB、PC、MID (Molded Interconnect Device)等消費性電子產品市占率全球第一的優勢,配合車用電子與車聯網的人才培育,打入國際車聯網系統零組件供應鏈體系,預測將可為台灣電子、電機產業的發展帶來高附加價值之汽車電子新興產業契機,相信能在21世紀開創出台灣另一項護國神山級的產業。

作者:陳璽煌/樹德科技大學資訊工程系特聘教授