仅仅是在几年前，传统的手机在人们购买时就是它价值最高的一天。在手机全生命周期中，它的价值会随着时间的推移而逐渐消失，或者很快，或者很慢。这既与物理损耗有关，但更多是因为人们对手机应该具备功能预期之间的差距随着手机的使用逐渐扩大。
对比时下每个人都在使用的智能手机，它的感知价值却是随时间而增长。原因在于其不断引入新的应用软件，操作系统和应用也因为不断的在线更新持续满足人们增长的期望。其价值最低的时候，反而有可能是打开包装盒的时候。
不仅仅是手机，家用电器、智能汽车、医疗设备等等，都是这样。此前它们并不互连，也缺乏智能，更多时候需要手工去维护。尽管其功能非常简单，或者是体积极度瘦小，由于软件的持续支持，它们变得更加具有交互性、更加智能。
“软件定义汽车”是当下汽车行业最流行的术语，汽车制造商也正在以电气化、自动驾驶和互联互通来作为解决方案推出大量新的商业模式，比如应用商店和订阅软件等提供诸如改进驾驶舒适度、提升安全性能和以及类似通过汽车去接通手机电话等跨设备的无缝数字体验，满足消费者越来越高甚至独一无二的需求，而不仅仅是止步于数字界面。
MathWorks全球行业总监 Arun Mulpur
“这其中有很多关键的品牌定义的特性都是由软件所驱动的。软件定义的产品在我们的生活中越来越普及。”MathWorks全球行业总监Arun Mulpur在2025年MATLAB EXPO（北京站）上开门见山：“这个非凡的现象，标志着软件定义的市场正在快速增长。”
挑战与实践：从软件定义的产品到软件定义的系统
伴随快速增长的市场，是越来越严苛的挑战。
当复杂的产品变得更加复杂，以及软件定义的产品变成了一个系统的时候，人们面临的挑战是应该如何去高质量地构建这些系统，如何快速地去交付、去部署去运行和维护。
东风汽车通过利用MATLAB和Simulink加速了车身域控软件的开发，利用MATLAB实现了音频控制的嵌入式代码生成与部署。
相比智能驾驶，简单的塑料瓶看不出科技含量，也没有太多软件。但制造商KRONES采用基于模型的设计将软件应用于复杂的机电设备中，通过使用MATLAB及系统仿真来进行系统仿真与数字孪生，以及虚拟的开发和测试，结合实时的设备数据状况和环境不断地进行优化，实现了塑料瓶更加精准的输送定位和成型，确保更高质量更高效率地产出大量的塑料瓶，并且减少了设备停机时间与材料浪费。
除了制造行业，软件定义的系统也在其他的行业发挥作用，汽车、低空交通、航空航天、手术机器人以及消费电子等更多的行业应用，都已经普遍实现了软件定义。
“虽然软件定义产品的行业成熟度各有不同，但在各个行业内部都得到了很大的发展。”Arun Mulpur介绍说，“当你把设备的一些功能搭建在半导体以及软件上的时候，软件定义产品这件事情就开始发生，而且是越来越被更多的行业所应用。”
MathWorks联手合作伙伴：让系统实现软件定义
是什么让系统实现了软件定义？
目前各界正致力于构建非常可靠的全新系统，通常需要去做一些功能安全认证，需要集成软件和物理硬件，但是软件定义存在几个关键特征。
Arun Mulpur表示，首先，对于现代软件开发而言，自动化是其核心，它离不开更快的速度、更敏捷的处理、更频繁的发布以及采用无限更新的方式；其次，是数据驱动的功能，利用现实世界的洞察来进行持续的改进；三是云集成，既需要用于开发，同时也需要用于已部署系统的实时反馈。
不过，Arun Mulpur表示，当系统和软件定义两种完全不同的文化融合在一起，既能创造巨大的机遇，也可能带来巨大的挑战，因为他们具有不同的思维方式、工具链和工作流，让集成变得充满风险。
1）基于模型设计
基于模型设计（Model-Based Design，MBD）是MathWorks提出的一种设计理念，以模型为核心，通过创建系统模型，覆盖需求分析、设计、仿真、代码自动生成和测试等环节，可提前验证设计、发现并解决问题，实现复杂系统的高效开发与优化并且确保集成是无缝的这样一个开发流程。
MathWorks还在不断地扩展关键功能，尤其是在仿真领域。比如电气化领域，MathWorks通过Simulink和Simscape Electrical的结合，提供半导体、电机、驱动器、传感器和作动器组件的模型，可用来对机电系统和电子系统进行仿真；采用Simscape Battery用于仿真电池管理和储能系统，通过使用高级控制算法进行进一步的开发和部署，实现新的电机控制方法，用于高性能的控制器。
同时，互操作性也是实现软件定义产品的关键。MathWorks的工具提供开放的API，支持和绝大多数的主流工具和工作流程，以及行业标准等的协同工作，包括FMI和ROS这样的行业标准，确保这个开放式的架构能够融入客户现有的工作流程。
2）持续推进先进的代码生成和嵌入式系统开发
在先进的代码生成和嵌入式的系统开发方面，MathWorks也在开发新的能力。
一方面，利用合作伙伴的优化库并与之集成。如与英飞凌合作开发汽车的微控制器MCU，也与高通等合作开发音频和其他应用，再者，使用新思科技的虚拟化来使开发人员能够尽早的评估性能，缩短迭代周期，甚至在实际的硅片可用之前都能够实现这一点。
另一方面，通过运行Linux的强大的实时处理器，MathWorks可支持一些新的计算架构，比如用于感知和ADAS应用中车载数据处理的NXP GoldBox for in-vehicle高性能计算架构。
在Arun Mulpur看来，软件定义的系统将超越嵌入式系统的范畴，高性能计算正被集成到车辆和产品中。MathWorks不仅可以处理对传统嵌入式系统过于庞大的数据，同时还能够保持实时的性能。
通过基于模型设计，将虚拟化和仿真与DevOps和CI/CD工作流接通，为软件开发团队与DevOps团队协同应用现代软件开发和部署提供了一个平台，实现了工程开发团队之间统一思维方式、方法、工具和工作流程，杜绝了误会与摩擦，避免了导致延误的问题、效率低下以及质量问题的发生。
3）以人工智能为抓手，驱动软件定义产品进化
从智能汽车自动驾驶算法优化，到工业物联网设备智能监控，人工智能正重塑软件定义产品格局，开启智能新时代。
在软件定义产品的浪潮中，人工智能也正成为核心驱动力。MathWorks凭借其工具链，助力企业将人工智能深度融入产品全生命周期。从设计到部署，AI不仅优化产品性能，更催生全新功能与体验。
借助MATLAB的深度学习工具箱，工程师能轻松构建、训练神经网络模型，并将其部署到嵌入式系统，实现智能决策。Simulink平台支持集成开源AI框架如PyTorch、TensorFlow的模型，无需复杂转换，直接用于仿真与系统设计，大大提升开发效率。更重要的是，利用AI赋能传统行业设备，通过对运行数据挖掘分析，实现预测性维护，延长设备寿命，减少资源浪费。
MathWorks携手英伟达等硬件厂商，提供专有库支持，进一步强化AI在嵌入式系统中的性能表现。
4）将软件定义技术延伸到云端
以软件定义的汽车为例，若想在不改变硬件环境下部署新功能或增强加速性能的新驾驶模式，可通过云实现。
MathWorks基于AWS云技术，结合MATLAB和Simulink与新思科技虚拟原型、数字孪生技术及Elektrobit的嵌入式互联软件产品和互联和安全、自动驾驶相关服务，进行可视化虚拟ECU仿真，实现验证和确认工作流程左移，避免转向实际硬件时出现意外。
起初MATLAB在云端冷启动时间需12分钟，经过开发变通方法和优化方式，如预启动技术，首次启动时间缩短至一分钟。
在整个软件定义系统中，系统工程师、平台工程师和基于模型的开发团队是三个最关键的角色，集成式环境可让他们相互连接交流。其中平台工程师常见任务是为AWS或Azure构建自定义MATLAB和Simulink的机器镜像。
以软件定义推动可持续发展
在软件定义产品的背景下，客户通过软件更新拓展产品生命周期。产品交付后并非一成不变，而是可通过更新功能持续进化，减少因功能固化导致的硬件废弃，从而降低资源浪费，契合可持续发展理念。如一些老旧设备虽硬件固定，难以进行功能更新，但借助软件定义产品的技术手段，仍可发挥剩余价值。MathWorks利用其产生的数据，经分析挖掘优化运行模式，提升效能表现，延长设备使用寿命，实现资源优化利用。
MathWorks提供的基于模型设计和相关工具链，为软件定义产品的开发和应用提供了有力支持，帮助企业更好地实现可持续发展目标。通过支持软件定义产品的持续更新和迭代，促进资源的高效利用和环境的可持续发展，共同应对全球资源与环境挑战，实现经济、社会和环境的协调发展。
MathWorks中国工业自动化与装备（IA&M）行业市场经理 宋胜凯（左）
“通过持续更新创造价值，以系统和软件定义的思维模式共同成为推动因素。MathWorks竭力提供支持，帮助客户更好地进行下一代软件定义系统的部署和应用。”Arun Mulpur表示，这既是一个挑战，也是一个新的机遇。
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