架構(gòu)設(shè)計(jì)到底在做什么？這個(gè)好像不應(yīng)該成為問題，因?yàn)槊總€(gè)人都會(huì)回答：架構(gòu)設(shè)計(jì)就是設(shè)計(jì)架構(gòu)唄。然而，設(shè)計(jì)架構(gòu)又是設(shè)計(jì)什么東西呢？讓我們先回顧一下以前聊過的一個(gè)話題：什么是電子電氣架構(gòu)。在以前的一篇文章《談?wù)凟EA——電子電氣架構(gòu)》中，我們討論過架構(gòu)的概念：架構(gòu)是基于復(fù)雜系統(tǒng)的一個(gè)概念，體現(xiàn)的是系統(tǒng)之內(nèi)的元素的基本結(jié)構(gòu)和關(guān)系，是一種系統(tǒng)設(shè)計(jì)和演進(jìn)的原則。對(duì)于汽車的EEA（Electronic Electrical Architecture）來說，定義的就是汽車上電子部件之間的相互關(guān)系，及所有的電子部件（包含硬件實(shí)體及其中的軟件）所共同承載的邏輯功能之間的關(guān)系，以及為了設(shè)計(jì)和維護(hù)這些電子部件所規(guī)定的各種原則。從上面這個(gè)定義中可以看出，架構(gòu)并不是一個(gè)具象化的實(shí)體，而是一個(gè)抽象的東西，任何一種具象化的東西都沒有辦法完整的表示出什么是架構(gòu)。而且，架構(gòu)一定是依賴于系統(tǒng)而存在的。汽車的電子電氣架構(gòu)EEA依賴的就是汽車上的電子電氣E/E系統(tǒng)。談到EEA，一定離不開這個(gè)E/E系統(tǒng)。架構(gòu)是系統(tǒng)的架構(gòu)。網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涫羌軜?gòu)的一部分，電氣拓?fù)湟彩羌軜?gòu)的一部分，但是它們都沒有辦法來代表完整的架構(gòu)。它們所表示的僅僅是EEA的一部分特性或者屬性。
接下來，讓我們從城市的設(shè)計(jì)建造過程來理解E/E系統(tǒng)的開發(fā)工作以及EEA設(shè)計(jì)的工作。雖然我以前曾經(jīng)以一個(gè)大樓的設(shè)計(jì)、建造過程來解釋過EEA設(shè)計(jì)的工作，可是從事EEA的工作越久，就越覺得汽車上EEA設(shè)計(jì)的復(fù)雜。由于現(xiàn)代車輛本身的高度復(fù)雜性，整車電子EEA設(shè)計(jì)更像城市規(guī)劃。假如我們從零開始規(guī)劃一個(gè)城市，城市規(guī)劃師首先要做的工作是確認(rèn)需求：這個(gè)城市將來要住多少人、這些人以什么產(chǎn)業(yè)做為主要的生活來源，以及城市周邊有多少可用的自然資源和與其他周邊地區(qū)的關(guān)系等等，并且要搞清楚最重要的一個(gè)事情：有多少預(yù)算。這個(gè)過程就像我們的EEA架構(gòu)師要首先搞清楚老板想要造一個(gè)什么樣的車、要賣給誰一樣。搞清楚需求之后，就是要規(guī)劃每個(gè)街區(qū)的功能與規(guī)模，并確定街區(qū)之間的連接關(guān)系。比如，火車站在哪個(gè)位置，能夠容納多少的旅客與貨運(yùn)吞吐量容量，居民區(qū)、商業(yè)區(qū)、工業(yè)區(qū)與休閑區(qū)在哪個(gè)位置，能夠容納多少人等等。除了這些位置、功能與規(guī)模的設(shè)計(jì)之外，架構(gòu)師還要詳細(xì)的設(shè)計(jì)整個(gè)城市的內(nèi)部有多少條公路、多少條地鐵、每個(gè)地鐵有多少個(gè)站點(diǎn)，并估算城市的電力、水等消耗情況，從而對(duì)供電和供水等基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行規(guī)劃。而且還要考慮城市與與外界的連接，包括鐵路、公路、水運(yùn)以及航空等。
01
架構(gòu)設(shè)計(jì)=城市規(guī)劃
對(duì)于城市規(guī)劃師來說，他們的設(shè)計(jì)對(duì)象并不是某一個(gè)街區(qū)或某個(gè)建筑，而是整個(gè)城市，他們要對(duì)整個(gè)城市的設(shè)計(jì)質(zhì)量負(fù)責(zé)。如果我們?nèi)绻哑嚿厦總€(gè)控制器甚至電子部件都想象成城市中的一個(gè)特定功能區(qū)域，那么電子電氣系統(tǒng)的架構(gòu)師做的就是規(guī)劃整個(gè)的E/E系統(tǒng)，并對(duì)E/E系統(tǒng)的設(shè)計(jì)質(zhì)量負(fù)責(zé)。
架構(gòu)師首先要確定E/E系統(tǒng)（整個(gè)城市）的主要功能和性能，然后根據(jù)確定的功能與性能的目標(biāo)來規(guī)劃整車的拓?fù)洌ǔ鞘械慕謪^(qū)）：確定有多少個(gè)主要的控制器、每個(gè)控制器的基本功能和相互的連接方式、車輛的主要通信網(wǎng)絡(luò)的形式（CAN或者以太網(wǎng)或其它）等，并要設(shè)計(jì)整車的電源方案等。
因?yàn)镋/E系統(tǒng)在車上并不是一個(gè)孤立的系統(tǒng)，它要與車輛本身的物理架構(gòu)充分的融合，并與車輛的外部世界也有著密切的聯(lián)系，所以，在進(jìn)行E/E系統(tǒng)的規(guī)劃時(shí)，他們還要考慮車輛本體的很多具體限制與能力，就如同城市規(guī)劃師需要考慮城市的地形、氣候以及與其它城市之間的關(guān)聯(lián)性一樣。每個(gè)控制器在車上的大致布置位置、質(zhì)量要求、性能要求等也是需要在架構(gòu)設(shè)計(jì)階段需要考慮并確定的。
上述的各種架構(gòu)設(shè)計(jì)階段所確定的各種詳細(xì)信息最終會(huì)以各種原則、規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)或者需求等形式輸出給相關(guān)方，他們會(huì)根據(jù)得到的需求來進(jìn)行詳細(xì)的設(shè)計(jì)，然后再交給最終承具體實(shí)現(xiàn)任務(wù)的各個(gè)供應(yīng)商進(jìn)行部件的開發(fā)。
02
系統(tǒng)開發(fā)=街區(qū)設(shè)計(jì)
對(duì)于一個(gè)城市來說，每個(gè)街區(qū)的功能都是不同的，比如說可以分為商業(yè)區(qū)、居住區(qū)、工業(yè)區(qū)等等。因?yàn)槊總€(gè)街區(qū)的功能不同，所以它們的設(shè)計(jì)要求也不同。例如：居住區(qū)要能夠容納100萬人，并有各種便利的生活設(shè)施，而工業(yè)區(qū)要能夠支持多個(gè)大型的工業(yè)項(xiàng)目的生產(chǎn)、物流等要求。當(dāng)某一個(gè)街區(qū)的設(shè)計(jì)要求由城市規(guī)劃師確定之后，一般會(huì)有專門的人員進(jìn)行詳細(xì)的設(shè)計(jì)。例如：負(fù)責(zé)居住區(qū)的設(shè)計(jì)師把城市規(guī)劃師的要求可以細(xì)化為：1000棟高20層的樓、有3所小學(xué)、兩座醫(yī)院等等，并詳細(xì)的在圖紙上列出它們的位置和邊界，并對(duì)區(qū)內(nèi)的交通網(wǎng)絡(luò)、通信、電力網(wǎng)絡(luò)等進(jìn)行詳細(xì)的設(shè)計(jì)，并給出具體的要求。這個(gè)過程可以類比為E/E系統(tǒng)中的系統(tǒng)設(shè)計(jì)。
車上的E/E系統(tǒng)也會(huì)被分為多個(gè)域或者子系統(tǒng)，每個(gè)域或者子系統(tǒng)的功能與技術(shù)要求都是不同的，比如：底盤控制、儀表顯示、電池管理等。所以一般都會(huì)由來自專業(yè)領(lǐng)域的系統(tǒng)工程師來負(fù)責(zé)進(jìn)行詳細(xì)的設(shè)計(jì)。他們會(huì)像街區(qū)的設(shè)計(jì)師一樣，根據(jù)架構(gòu)設(shè)計(jì)的要求對(duì)自己所負(fù)責(zé)的領(lǐng)域進(jìn)行詳細(xì)的設(shè)計(jì)。燈光控制的系統(tǒng)工程師會(huì)根據(jù)車輛的配置和功能需求來設(shè)計(jì)燈光系統(tǒng)的詳細(xì)邏輯以及具體的信號(hào)交互、硬件驅(qū)動(dòng)的參數(shù)要求，并且給出對(duì)每個(gè)相關(guān)部件的詳細(xì)要求，從而讓各個(gè)部件的工程師能夠完成對(duì)部件的詳細(xì)設(shè)計(jì)。
03
零部件設(shè)計(jì)=建筑設(shè)計(jì)
當(dāng)街區(qū)的設(shè)計(jì)完成之后，接下來要做的就是每棟建筑的詳細(xì)設(shè)計(jì)，建筑的設(shè)計(jì)者發(fā)布的圖紙中規(guī)定了房屋的主要結(jié)構(gòu)、所在位置與周邊環(huán)境的相互關(guān)系，以及屋中各種組件的位置與相互之間結(jié)合的關(guān)系，比如磚混結(jié)構(gòu)、房屋的具體位置和朝向、臥室與客廳的相對(duì)位置與尺寸、馬桶在衛(wèi)生間中的位置等，還會(huì)對(duì)各種建筑材料的選取原則給出具體的標(biāo)準(zhǔn)，比如水泥的標(biāo)號(hào)，鋼筋的型號(hào)，各種電線的等級(jí)要求等等。
零部件工程師完成的也是類似的工作，他們會(huì)和供應(yīng)商進(jìn)行深入合作，在滿足系統(tǒng)工程師給出的具體要求的前提下，進(jìn)一步詳細(xì)的設(shè)計(jì)每一個(gè)具體的零部件，完成諸如硬件、軟件邏輯的詳細(xì)設(shè)計(jì)、整個(gè)零部件的外觀尺寸、可靠性和EMC標(biāo)準(zhǔn)等，并要確保供應(yīng)商的產(chǎn)線能夠保質(zhì)保量的穩(wěn)定生產(chǎn)，隨時(shí)解答供應(yīng)商的各種問題，并將其中的部分問題反饋給系統(tǒng)工程師乃至架構(gòu)師，讓他們決定是否要更改原來的設(shè)計(jì)。
04
供應(yīng)商開發(fā)=施工實(shí)現(xiàn)
在各種設(shè)計(jì)需求最終到達(dá)供應(yīng)商的時(shí)候，供應(yīng)商就要開始具體的實(shí)施工作了。在建筑行業(yè)，施工單位拿到具體的圖紙之后，將組織施工隊(duì)伍進(jìn)行具體的建造工作，并最終在驗(yàn)收完成后結(jié)束一切具體的工作。而汽車行業(yè)的供應(yīng)商則有所不同，他們將在設(shè)計(jì)驗(yàn)收之后開始大規(guī)模的量產(chǎn)活動(dòng)（SOP，Start Of Production），并且一直持續(xù)到產(chǎn)品退市（EOP，End of Production）。而且，對(duì)于很多復(fù)雜的產(chǎn)品，整車廠與零部件供應(yīng)商的設(shè)計(jì)職責(zé)之間的界限并沒有那么清晰，很多時(shí)候，整車廠只要給出概要性的設(shè)計(jì)，所有的詳細(xì)設(shè)計(jì)工作都由供應(yīng)商來完成。
從整個(gè)E/E系統(tǒng)的開發(fā)實(shí)現(xiàn)過程中可以看出：無論是架構(gòu)設(shè)計(jì)、系統(tǒng)設(shè)計(jì)還是零部件的設(shè)計(jì)，其實(shí)都是設(shè)計(jì)的過程，而設(shè)計(jì)本身是一種不斷產(chǎn)生需求、傳遞需求的活動(dòng)，上下游之間的信息傳遞過程是以需求作為載體的，設(shè)計(jì)過程產(chǎn)生的各種規(guī)范、原則、標(biāo)準(zhǔn)等本質(zhì)是一種需求——一種需要下游來遵守或滿足的需求。需求的傳遞并非完全是瀑布式的單向傳遞，而是雙向的，只有被下游接受了的需求才是有效的需求，而且，下游是可以反向?qū)ι嫌翁岢鲂枨蟮?。具體需求的最終實(shí)現(xiàn)則是通過供應(yīng)商的開發(fā)、驗(yàn)證和生產(chǎn)活動(dòng)完成的。一個(gè)主機(jī)廠的Knowhow究竟有多少，就看他們給出的規(guī)范有多少就足夠了。
05
架構(gòu)設(shè)計(jì)的重要性
無論施工隊(duì)的技術(shù)多么高超，可是一個(gè)城市最終的質(zhì)量一定與規(guī)劃師的設(shè)計(jì)質(zhì)量息息相關(guān)。誰都無法否認(rèn)一個(gè)好的設(shè)計(jì)對(duì)最終交付物的重要性。雖然規(guī)劃師不需要參與到最終的施工過程中，但是一個(gè)不懂施工的規(guī)劃師是很難做出好的設(shè)計(jì)。規(guī)劃師在進(jìn)行架構(gòu)設(shè)計(jì)的時(shí)候不可避免的也要了解很多具體的待實(shí)現(xiàn)組件的細(xì)節(jié)，比如：當(dāng)?shù)氐牡匦蔚孛妗夂?、風(fēng)土人情、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)等等。對(duì)細(xì)節(jié)的關(guān)注是規(guī)劃師必須具備的能力也是必須的工作。對(duì)于E/E架構(gòu)的設(shè)計(jì)也存在著同樣的要求，一個(gè)架構(gòu)師如果不知道具體的零部件的復(fù)雜性與實(shí)現(xiàn)的細(xì)節(jié)，是沒有辦法設(shè)計(jì)出真正可用性高的架構(gòu)的。從這個(gè)角度來講，架構(gòu)設(shè)計(jì)的工作既是頂層設(shè)計(jì)，但又不僅限于頂層設(shè)計(jì)。就像城市的功能要不斷的升級(jí)一樣，E/E系統(tǒng)架構(gòu)也要不斷的更新以滿足各種新的需求。E/E系統(tǒng)在產(chǎn)生后就像一個(gè)生命體一樣，它自身的迭代成長是一個(gè)不會(huì)停止的過程。即使一個(gè)架構(gòu)被歷史淘汰了，但是它的一些基因（邏輯設(shè)計(jì)）還是會(huì)被繼承到新的架構(gòu)上，繼續(xù)的存活下去。一個(gè)好的架構(gòu)設(shè)計(jì)可以保證成本、性能、功能等的平衡，并能讓系統(tǒng)可以有良好的演進(jìn)性。這個(gè)工作的重要性就跟城市規(guī)劃的重要性一樣：好的城市規(guī)劃可以讓城市以較低的成本就更適宜居住，并能在城市的規(guī)模擴(kuò)大的時(shí)候不至于大幅度的進(jìn)行改造才能滿足日益增長的各種需求。然而，所有的規(guī)劃都是有局限性的，沒人可以預(yù)測50年或一百年以后的情景，就如同二百年前的城市規(guī)劃師不會(huì)預(yù)測到有地鐵出現(xiàn)一樣，E/E架構(gòu)與城市的設(shè)計(jì)同樣需要不斷的進(jìn)行革新和演進(jìn)。為了能夠讓E/E系統(tǒng)可以順利開發(fā)出來，尤其是對(duì)于全新的EEA，新的開發(fā)流程、組織架構(gòu)的匹配是整個(gè)主機(jī)廠必須要進(jìn)行匹配的配套設(shè)施。
沒有好的流程和組織進(jìn)行匹配，新的EEA發(fā)揮的作用是有限的。想讓一個(gè)EEA成為可以成長的、迭代的EEA，流程與組織的成長和迭代是前提。而如何來設(shè)計(jì)這些新的開發(fā)流程，EEA的架構(gòu)師往往是當(dāng)仁不讓的主力，他們應(yīng)該最清楚什么樣的流程才能適配新的架構(gòu)。從這一點(diǎn)來說，EEA架構(gòu)師絕對(duì)不應(yīng)該只是EEA的架構(gòu)師，他們還應(yīng)該承擔(dān)起企業(yè)架構(gòu)師的部分職責(zé)。這還因?yàn)镋EA承載著企業(yè)未來希望，更是一個(gè)動(dòng)輒投入要幾個(gè)億甚至幾十億的宏大工程。另附——優(yōu)秀架構(gòu)師應(yīng)具備的8項(xiàng)能力：
1. 對(duì)行業(yè)趨勢、公司戰(zhàn)略和目標(biāo)的深刻理解
2. 健全的獨(dú)立思考能力，敏銳的價(jià)值判定能力3. 很強(qiáng)的語言表達(dá)能力（注意不是口才）：能跟老板講明白技術(shù)，能把公司理念翻譯成工程師們可以理解的語言。
4. 有一定的影響力和業(yè)務(wù)領(lǐng)域內(nèi)的權(quán)威性。
5. 能根據(jù)公司戰(zhàn)略制定技術(shù)方面的戰(zhàn)略，并將其分解為指導(dǎo)思想和原則，并堅(jiān)定的在工作中落實(shí)。
6. 具有高度的抽象和概括能力，能夠迅速的找到復(fù)雜事物的本質(zhì)，并可以給出解決復(fù)雜問題的辦法。
7. 為開發(fā)團(tuán)隊(duì)、以及相關(guān)產(chǎn)品團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)流程和標(biāo)準(zhǔn)。
8. 根據(jù)實(shí)際操作情況，對(duì)以上內(nèi)容不斷優(yōu)化和調(diào)整。
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