Qué son los modelos de simulación: centros de simulación en Italia y en todo el mundo

(Para stefano avolio)
22/02/23

Como hemos visto en artículo anterior Las simulaciones en el campo de la defensa están dirigidas a lograr estos 4 objetivos:

A - La formación del personal militar.

B - Investigación y desarrollo de estrategias/tácticas ganadoras en escenarios conocidos

C - La definición de las características de los nuevos sistemas.

D - La validación de nuevos sistemas.

Intentamos en este artículo tener una visión general de las actividades de modelado y simulaciones efectivamente realizado en Italia y en el extranjero y dirigido a los objetivos enumerados anteriormente.

El escenario nacional

En Italia, las tres fuerzas armadas cuentan con un centro de simulación de referencia.

laEjército se ha equipado con Centro de Simulación y Validación del Ejército. (Ce.Si.Va., Ref. 1) de Civitavecchia en 2004, recogiendo el legado de otras estructuras anteriores (el proyecto SIAT, Sistema Integrado de Formación Territorial, dio sus primeros pasos en 1999). Permite simulaciones de amplio espectro (Constructivas, Virtuales y en Vivo) y está principalmente enfocada a la capacitación (objetivo A informado al inicio del artículo)

Las simulaciones de tipo constructivo se basan en el producto comercial COTS Joint Conflict and Tactical Simulation (JCATS). Este producto permite la simulación en tiempo real y está basado en una arquitectura DIS-HLA. Se ejerce directamente en Civitavecchia y es capaz de interactuar con los correspondientes centros OTAN y Aliados. Permite capacitar a los comandantes de regimiento, brigada y división, y su respectivo estado mayor, para ejercer la función de mando y control, pero también sirve para profundizar en ciertos aspectos de las operaciones y evaluar alternativas de solución para determinados procesos de toma de decisiones. 

Las simulaciones en vivo se basan en cinco Centros de Entrenamiento Táctico (CAT): Capo Teulada (en Cerdeña), Torre Veneri (en Puglia), Monte Romano y Cesano (en Lazio) y en Brunico (en Tirol del Sur). Estas simulaciones representan acciones con armas reales, acciones en las que soldados y vehículos están equipados con "simuladores de duelo" y varios sensores capaces de definir los efectos de las acciones que realizan las unidades enfrentadas.

La simulación Virtual se basa en el producto comercial Virtual Battlespace 3 (VBS 3), un sistema basado en HW comercial muy potente y flexible, que permite entrenar al personal de forma amena, personalizando el entrenamiento del individuo/equipo a través de modelos ( avatares).

laaeronáutica se ha fijado los objetivos de su organización de Modelado y Simulación como los de entrenar a los operadores, pero también los de ayudar a los procesos de resolución de problemas y toma de decisiones, por lo tanto los objetivos A y B informados al comienzo del artículo (fuente: Ref. 2 ).

La estructura de M&S ahora está bajo las dependencias del "Departamento de Entrenamiento de Control Espacial de Aeronaves" (RACSA), parte de la Brigada de Control Aeroespacial (BCA) y con sede en el aeropuerto de Pratica di Mare. Sobre todo, los simuladores de equipos, no siempre ubicados en la sede del departamento de RACSA, forman parte de las capacidades de simulación de AMI, tanto de sensores (Radar TPS77) como de aeronaves (y aquí la gama es muy amplia, desde varios tipos de EuroFighter simuladores, a los del Tornado, UAV, AMX, C130, etc.). Pero entre las misiones de RACSA también está la de montar un "Polo de Modelización y Simulación" de AM en el sector de Control del Espacio Aéreo, capaz de simular las principales capacidades de control del espacio aéreo, integrando sensores y enlaces tácticos, y por tanto dialogar con las redes de simulación de los otros fuerzas Armadas.

La Marina tiene la estructura más diversificada, probablemente porque está destinado a operar en los tres elementos (mar, tierra, aire). Tradicionalmente, los activos de simulación se han dedicado a la formación (de ahí, una vez más, el objetivo A del informado al principio del artículo). Al menos al comienzo de la historia del Centro de Entrenamiento Aeronaval de Taranto (MARICENTADD), se trataba sobre todo de sistemas de entrenamiento destinados a simular subsistemas aislados (lanzador de torpedos, pieza de artillería, turbinas de gas, etc.) pero inmediatamente también estuvo presente el " simulador táctico" (RAT) en cuanto a la función de combate (detalles en Ref. 2). Al menos al principio, la gran limitación de esta serie de simuladores era la falta de integración, por lo que cada uno trabajaba de forma individual. La situación cambió cuando la armada equipó muchas unidades con el sistema C2 SADOC (Sistema de Gestión Automática de Operaciones de Combate) y, por lo tanto, surgió la necesidad de desarrollar una estructura especial para el desarrollo y validación de software. A partir de esta infraestructura de simulación, cada simulador posterior se diseñó con el requisito de integración con el simulador SADOC (también a través de la arquitectura HLA). Este grupo de simulaciones es la columna vertebral del Centro de Programación de la Marina (MARICENPROG), reportando directamente al Comando C4S y en estrecha coordinación con MARICENTADD (ver Ref. 3). El elemento interesante para los fines de esta historia es que el MARICENPROG es, por su naturaleza, también y sobre todo responsable de los objetivos C y D informados al comienzo del artículo: el desarrollo de nuevos requisitos y la validación del SW liberado. por los proveedores del MMI.

El escenario internacional: EEUU y la OTAN

Para entender lo que pasó y está pasando a nivel internacional, podríamos partir de los años 90, y exactamente de lo que pasó en USA.

El Departamento de Defensa estadounidense, a principios de los años 90, se dio cuenta del potencial y los efectos en el mundo de la defensa de las tecnologías de modelado y simulación. Gracias al aumento de la potencia informática y los resultados del proyecto SIMNET (el proyecto SIMulator NETworking, iniciado en 1984, tenía la ambición de conectar poco menos de cien simuladores en 4 sitios, y terminó con unos 250 simuladores en 9 sitios, ver Ref. 5), el DOD de EE. UU. encomendó la responsabilidad de todas las actividades de Modelado y Simulación al USD para Adquisición y Tecnología para desarrollar una Visión sobre M&S, una visión resumida en el Plan Maestro de Modelado y Simulación (M&S) de 1995 Ref. 6. En este documento Comenzó a definir cuáles eran las líneas de actividad para monitorear y organizar: establecer Políticas y Directrices, comprender cuáles eran los requisitos fundamentales, desarrollar la tecnología, construir y liberar las capacidades de simulación (ver Figura 1)

Figura 1: La opinión de EE. UU. de 1995 sobre M&S, tomada de la Ref. 6.

Hoy los modelos en USA han crecido exponencialmente (bastante más de 3000, según Ref. 5) y son prácticamente imposibles de resumir.

Más interesante, también porque nos concierne directamente, entender lo que sucede dentro de la OTAN.

La organización que, dentro de la OTAN, es responsable de planificar las actividades de M&S entre los miembros es el Grupo de Modelado y Simulación de la OTAN (NMSG), que depende del Comité Científico y Técnico (STO). Todos los actores y expertos de la OTAN interesados ​​en Modelado y Simulación (M&S) se reúnen bajo la coordinación del NMSG.

La misión del grupo es promover la cooperación entre la OTAN y los países socios para maximizar el uso efectivo de las tecnologías M&S. De hecho, sus actividades incluyen la normalización, la formación de operadores en el dominio de M&S y la investigación científica y tecnológica en esta área. El grupo es nominado por la Conferencia de Directores Nacionales de Armamento (CNAD). Entre los resultados obtenidos, cabe destacar el Plan Maestro de M&S de la OTAN (NMSMP). El plan responde a los objetivos de la Figura 2, por lo que cubre las actividades de normalización, exploración de nuevas tecnologías y planificación de la oferta de servicios comunes de los que pueden hacer uso los países miembros.

Figura 2: Plan NMSMP de la OTAN, objetivos principales

También en la rama de M&S, en un aspecto más operativo, el Comandante Supremo Aliado de la OTAN Transformación de Norfolk estableció el Centro de Modelado y Simulación (NATO M&S COE) en Roma (con sede en el cuartel de Cecchignola) calificándolo como un Centro de Excelencia de la OTAN.

El COE de M&S de la OTAN se dedica a promover M&S en apoyo de la definición de requisitos operativos, la capacitación y la interoperabilidad. El centro tiene un papel primordial en la promoción del uso de metodologías de M&S, por lo que involucra estructuras de la OTAN, gobiernos, universidades, entidades que operan simulaciones. Pretende operar en numerosos campos: Formación y Educación, Gestión del Conocimiento, Mejores Prácticas y análisis de experiencias de M&S, experimentación y desarrollo de nuevos conceptos, desarrollo de nuevas doctrinas estándar e interoperabilidad (ver Ref. 7). Es fácil encontrar las "Revisiones anuales" de MSCOE disponibles en línea, documentos que detallan las actividades realizadas. Por ejemplo, echando un vistazo a la Revisión Anual 2017, uno descubre cómo el MSCOE ha apoyado el concepto de M&S como servicio, cómo ha contribuido al tema MSG-145 (uno de los temas a explorar según el NMSG y contenido en el Plan Maestro de M&S de la OTAN ya mencionado) sobre un nuevo estándar de interoperabilidad de simulación conocido como C2SIM, o cómo contribuyó al Coalition Warrior Interoperability eXercise (CWIX), un evento de innovación que reúne a todos los ingenieros de sistemas y redes en un solo lugar ( evento del que hablaremos con más detalle más adelante).

Entre las infraestructuras de la OTAN destinadas a M&S no podemos dejar de mencionar la CFBLNet (ver Ref. 8). Es una red destinada a soportar ejercicios y capacitación relacionados con la interoperabilidad cuyo Acuerdo Técnico formal se firmó en agosto de 2002. No hay una sola nación que sea propietaria de CFBLNet, pero cada nación es responsable de su propio segmento de red. La infraestructura es una red segura y federada globalmente destinada a verificar cualquier problema de interoperabilidad y probar las capacidades de los sistemas de Comando, Control, Comunicaciones, Inteligencia, Vigilancia y Reconocimiento. La red CFBLNet cuenta actualmente con 268 sitios seguros con certificación cruzada, ubicados en 14 países de la OTAN. La parte italiana es el Departamento de Gestión e Innovación de Sistemas de Mando y Control (Re.GISCC) de AMI, ubicado en Pratica di Mare, que asegura las interconexiones con la red de la OTAN.

Figura 3: La conectividad de CFBLNet (de la Ref. 4)

Habiendo visto hasta ahora las estructuras de la OTAN que se ocupan de la estandarización y orientación de M&S, mencionemos brevemente algunas de las estructuras que pueden considerarse usuarias de tecnologías e infraestructuras de M&S.

Seguramente una de las más importantes es la Agencia de Información y Comunicaciones de la OTAN (NCIA). Fundada en 2012 como una fusión de entidades preexistentes1, hereda todas las actividades2 en el campo C4ISR, en defensa contra misiles balísticos (BMD), en interoperabilidad y en la definición de arquitecturas de sistemas y sus pruebas. NCIA es un usuario natural de las tecnologías e infraestructura de M&S tanto para las actividades de interoperabilidad de prueba de NCIA como para la experiencia en defensa balística multicapa. Para probar soluciones de interoperabilidad, la solución más eficaz y válida es, de hecho, simular los sistemas con los que interoperar (situación en la que además de un sistema real, normalmente el que se está probando, se tiene el "resto del mundo" simulado). Y, como parece aún más evidente, para realizar ejercicios y/o validaciones de sistemas antibalísticos, es difícil tomar el camino de hacer uso de amenazas reales con las que hacer interactuar los sistemas.

Una de las infraestructuras que gestiona directamente la NCIA es el Integration Test Bed (ITB). Es una infraestructura esencial para la integración, verificación y validación de todos los sistemas de defensa antimisiles balísticos y control del espacio aéreo. Es capaz de simular sistemas interconectados al sistema bajo prueba y hacer interfaz con sistemas reales, pudiendo así simular y estimular varios activos nacionales como sistemas de armas BMD, sensores y sistemas BMC3I. La infraestructura ITB, en funcionamiento desde 2007 y diseñada originalmente para el programa ALTBMD, ha demostrado ser esencial tanto para las propias actividades de la NCIA a nivel de la OTAN como también como apoyo a las actividades nacionales de simulación y/o desarrollo. No es casualidad que, con el tiempo, las fuerzas armadas italianas también se hayan dotado de una infraestructura similar, la ITB nacional, un laboratorio de simulación conjunto que puede conectarse a la ITB de la OTAN pero, sobre todo, es capaz de verificar la integración de sistemas y plataformas nacionales conectados. red y simular modelos operativos. Si la estructura de la ITB nacional se originó en virtud de la participación italiana en el programa ALTBMD (Ref. 14) y ahora se utiliza para varias actividades conjuntas y como apoyo a las actividades del programa Forza–NEC (Network Enabled Capabilities), véase la Ref. 15)

Por las razones anteriores, la NCIA se encuentra entre los principales contribuyentes a varios ejercicios conjuntos dentro de la OTAN.

Un evento que sin duda debe mencionarse es el ejercicio de interoperabilidad de Coalition Warrior (CWIX, ver Ref. 9), el evento de interoperabilidad más grande de la OTAN, que se lleva a cabo anualmente y brinda una oportunidad única para que los ingenieros de sistemas y los expertos en interoperabilidad experimenten e investiguen soluciones innovadoras. . No es casualidad que tanto la NCIA como la MSCOE desempeñen un papel destacado en la última CWIW.

Figura 4: Representación de un ejercicio realizado durante CWIX 2019 con la participación de una empresa de un país miembro de la OTAN

Por lo general, se lleva a cabo en el Centro de Entrenamiento de Fuerzas Conjuntas en Bydgoszcz, Polonia, CWIX presenta sistemas que van desde sistemas C3 desplegados hasta experimentales. CWIX es un evento para sistemas federados e interoperables, donde la mayoría de los sistemas bajo prueba son operados por el Centro de Entrenamiento de Fuerzas Conjuntas (JFTC) con muchas naciones operando a través de la red CFBL antes mencionada. Por ejemplo: se realizaron más de 2019 pruebas en CWIX 8000 con más de 300 sistemas diferentes involucrados (Ref 11). La participación italiana en este evento siempre ha sido significativa (ver Ref. 12 y Ref. 13).

Otro evento imposible de tener sin la ayuda de las tecnologías y habilidades de M&S es el Proyecto Conjunto de Molino de Viento Óptico (JPOW), bajo la responsabilidad del Centro de Competencia de Energía Aérea Conjunta (JPAACC). Es un ejercicio que se realiza anualmente en la base aérea holandesa de De Peel, y tiende a evaluar la capacidad de los países miembros de la OTAN para llevar a cabo una de las misiones más difíciles, la de Integrated Air and Missile Defense, IAMD). Es un ejercicio que involucra varios sistemas de defensa.3 que se extiende al desarrollo de nuevos conceptos y la prueba de sistemas que aún no están operativos.

Figura 5: El contexto de un ejercicio JPOW

El JPOW también tiene lugar gracias a la red CFBLNet y al potencial de simulación que permite compartir una Imagen Aérea común con la simulación de amenazas y la presencia simultánea de pistas aéreas reales.

Lee la primera parte"Qué son los modelos de simulación: origen y evolución"

Lee la segunda parte"Qué son los modelos de simulación: el contexto de la defensa"

1 NCIA es el resultado de la fusión de: a) la Agencia de Servicios de Sistemas de Información y Comunicación de la OTAN (NCSA); b) de la Agencia de Consulta, Mando y Control de la OTAN (NC3A); c) de la Agencia de Gestión del Sistema de Control y Mando Aéreo de la OTAN (NACMA), d) del Servicio de Tecnología de la Información y la Comunicación del Cuartel General de la OTAN (ICTM); de e) Oficina del Programa de Defensa Activa contra Misiles Balísticos de Teatro en Capas (ALTBMD) de la OTAN.

2 Del sitio institucional NCIA Ref. 10 leemos: La Agencia NCI ofrece capacidades avanzadas de tecnología y comunicaciones de Comando, Control, Comunicaciones, Computadoras, Inteligencia, Vigilancia y Reconocimiento (C4ISR) en apoyo de los tomadores de decisiones y misiones de la Alianza, incluido el abordaje de nuevas amenazas y desafíos como la defensa cibernética y antimisiles. Esto incluye la adquisición de tecnología, la experimentación, la promoción de la interoperabilidad, el diseño y la ingeniería de sistemas y arquitectura, así como las pruebas y el soporte técnico. También proporciona servicios de sistemas de comunicación e información (CIS) en apoyo de las misiones de la Alianza.

Además, la Agencia lleva a cabo la planificación central, la ingeniería de sistemas, la implementación y la gestión de la configuración para el Programa del Sistema de Mando y Control Aéreo (ACCS) de la OTAN. La Agencia NCI también proporciona intercambio cooperativo de información entre la OTAN y otros organismos aliados utilizando sistemas de apoyo interoperables nacionales y de la OTAN.

3 Sistemas involucrados en JPOW 2017: PATRIOT PAC 3, Terminal High Altitude Air Defense System (THAAD), AN/TPY2, C2BMC, Air Defense Command Fragate (ADCF), F-124, F-100, SAMOC, AEGIS Afloat y AEGIS Ashore, el Foro de Defensa de Misiles de Teatro Marítimo, los Centros de Informes y Control Desplegables (D-CRC) y AMRAAM en tierra.

Referencias

Ref.1 - Cesiva: https://www.esercito.difesa.it/organizzazione/capo-di-sme/COMFOTER-COE/C...

Árbitro.2 - Modelado y Simulación en entrenamiento militar. Las experiencias de las principales Fuerzas Armadas del mundo y un posible modelo para la Defensa - Trabajo Fin de Grado 2ª Sección - 5º GT 17º Curso Superior de Estado Mayor Conjunto, Centro de Estudios Superiores de la Defensa

Árbitro.3 - Cincuenta años de MARICENPROG, DifesaOnLine, https://www.difesaonline.it/news-forze-armate/mare/cinquanta-anni-di-mar...

Árbitro.4 - Guía de Combined Federated Battle Laboratories Network (CFBLNet), versión 2.0, octubre de 2019

Árbitro.5 - UNA HISTORIA DE LA SIMULACIÓN MILITAR DE LOS ESTADOS UNIDOS, Raymond R. Hill JO Miller, Departamento de Ciencias Operacionales, Instituto de Tecnología de la Fuerza Aérea

Árbitro.6 - Plan maestro de modelado y simulación (M&S), DoD 5000.59-P, octubre de 1995, Subsecretario de Defensa para Adquisición y Tecnología

Árbitro.7 - Sitio del Centro de excelencia de la OTAN en simulación MSCOE: OTAN https://www.mscoe.org/mission-and-vision/

Árbitro.8 - Descripción general del video de la red CFBL: https://www.youtube.com/watch?v=ihUF409T900&t=0s

Árbitro.9 - Página de inicio de CWIX: https://www.act.nato.int/federated-interoperability

Árbitro.10 - Sitio web institucional de la CIA: https://www.ncia.nato.int/

Árbitro.11 - Participación de la NCI en CWIX 2019: https://www.ncia.nato.int/about-us/newsroom/nci-agency-plays-key-role-in...

Árbitro.12 - CWIX 2021: https://www.difesaonline.it/news-forze-armate/interforze/conclusa-leserc...

Árbitro.13 - CWIX 2016: https://www.difesaonline.it/news-forze-armate/interforze/polonia-conclus...

Árbitro.14 - Asociación Nacional de Oficiales Técnicos del Ejército Italiano (ANUTEI), Programa ALTBMD de la OTAN - Perspectiva y compromiso italianos, 20 de noviembre de 2008 - http://www.anutei.it/attivita/2008/semsabaudia/atti/Documenti/7_8_PERA%2...

Árbitro.15 - Nuevas fronteras del Ejército: simuladores de entrenamiento y desarrollo de la digitalización (liga)

Imágenes: Ejército italiano / web / US DoD