Aeronautica Militare

Modelling & Simulation:Modelling & Simulation:““Metodologia evolutiva a supporto della Metodologia evolutiva a supporto della

difesa aerea estesa delldifesa aerea estesa dell’’Aeronautica MilitareAeronautica Militare””

MIMOS MIMOS -- Roma 06.11.2207Roma 06.11.2207

Cap AMBRA Ing RobertoCap AMBRA Ing Roberto

roberto.ambra@aeronautica.difesa.itroberto.ambra@aeronautica.difesa.it

Centro Sperimentale Volo Centro Sperimentale Volo –– RSV RSV –– GGSGGS

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ScopoScopo• Scopo di questa presentazione è quello di evidenziare il

ruolo che la Modelling & Simulation (M&S) gioca nell’ambito del processo di trasformazione ed evoluzione dell’Aeronautica Militare mediante l’illustrazione dei seguenti aspetti:

– Nuovi scenari e nuove minacce

– Architettura di riferimento per ottemperare agli obiettivi di F.A.

– Caratteristiche principali dell’infrastruttura “Integration Test Bed”

– Capacità innovative nei piani di acquisizione, verifica e validazione di sistemi per la difesa

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AgendaAgenda

• Background• Vision dell’Aeronautica Militare• Goals• Architettura della M&S della AM e della Difesa• Polo Tecnico di M&S dell’Aeronautica Militare• Tools e Models• Assetti da federare• Conclusioni

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Background Background (cont.)(cont.)New Threat concept

Non conventional warNew Threat concept

Non conventional war

Concept of employment of NATO forces

Praga Summit’s outcomes

Concept of employment of NATO forces

Praga Summit’s outcomes

Modelling &

Simulation

Modelling &

Simulation

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BackgroundBackground• Il programma di riferimento da cui è nata l’iniziativa è il

Programma NATO Active Layered Theater Ballistic Missile Defence

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VisionVision delldell’’Aeronautica MilitareAeronautica Militare

Allo scopo di affrontare in maniera efficace quanto richiesto dallo scenario geopolitico mondiale e soddisfare la nuova policy NATO, l’Aeronautica Militare ha identificato nella Modelling & Simulation (M&S) la “enabling key” per:

• Condurre addestramento operativo in scenari sintetici e reali (LVC);

• Valutare e validare l’integrazione e l’interoperabilità di sistemi complessi della Difesa;

• Supportare le attività di Risk Reduction durante le fasi di sviluppo dei sistemi d’arma.

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VisionVision delldell’’Aeronautica MilitareAeronautica Militare

• L’Aeronautica Militare si propone di:– realizzare un’infrastruttura integrata e comune per la

M&S finalizzata a supportare i diversi tasks che vanno dalla definizione dei requisiti alla conduzione di operazioni in ambiente reale e sintetico

– Utilizzare assetti e sistemi già esistenti (“reuse”) allo scopo di migliorare ed incrementare le loro capacitàdi impiego

– Integrare contributi delle 3 FF.AA. e della Difesa allo scopo di garantire l’esecuzione di esercitazioni JOINT e COMBINED a livello Nazionale e Multinazionale.

•

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Goals Goals (cont.)(cont.)

• L’Aeronautica Militare ha individuato 4 aree principali nelle quali acquisire un’immediata capacitàdi M&S:– Air & Ballistic Missile Defence (Homeland Security)– Operational Planning / Tasking and Evaluation /

Assessment (CONOPS, OPLANS)– Problem solving & decision making– Operational Training e Mission Rehersal in ambienti

distribuiti per:• Sicurezza degli spazi Nazionali• Coinvolgimento in operazioni della Coalizione• CROs per l’assicurazione dell’integrità nazionale ed internazionale

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GoalsGoals

Functional Areas

Modelling & SimulationTraining

Technical &

Logistics

Technical &

Operational

Managem

ent(A

ir Staff)

La capacità M&S da acquisire dovrà essere integrata all’interno dei 4 pilastri della struttura funzionale.

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Architettura tecnicaArchitettura tecnica

NationalNationalITB FrameworkITB Framework

Training & Rehersal

Emulations / Software in the loop

Constructive Simulations

Local & Distributed

C4ISTARSystems

FieldedComponents & Elements

Real Hardware in the loop

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Architettura di gestioneArchitettura di gestione

La gestione delle attivitàrelative a:• definizione, • pianificazione, • preparazione, • esecuzione, • ed analisi dati delle attività relative alla M&S viene effettuata mediante la presenza di working group ben definiti

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Architettura M&S della Difesa Architettura M&S della Difesa (cont)(cont)

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IT Airforce PoPIT Airforce PoP• All’interno dell’Architettura M&S della Difesa

l’Aeronautica Militare è presente con il Polo Tecnico di Polo Tecnico di M&SM&S che costituisce il collettore delle informazioni da e verso Entità internazionali (NATO, …) e siti nazionali (CeSIVA e MARICENPROG).

• Le componenti principali sono:– Modelli dei sistemi– Hardware e Software reale– Sistemi di Comando e Controllo– Data link Tattici (reali e/o simulati)– Reti distribuite– Una o più Control Rooms

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Il Polo Tecnico di M&SIl Polo Tecnico di M&S

CSV:CSV:- SW Development- Exercise setup- Technical management- Scenario dissemination- Post exercise data reduction

and analysis

GrASCC:GrASCC:- WAN connections- BMC4I system technical operat. management

- Data Link Network management

ReSTOGE:ReSTOGE:- Operational support w.r.t. DB and Models development

- Provision of Intelligence data for models

- Support to reference scenarios’ definition

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Tools and methods• Una serie di tools per la generazione sintetica delle

“Forze” (Red & Blue) sarà reso disponibile all’interno della Control Room

• Alcuni di essi saranno COTS altri saranno modificati dalle Ditte in accordo alle specifiche esigenze e richieste del programma di sviluppo e/ sperimentazione allo scopo di garantire un livello di rappresentatività e fedeltà del sistema reale. Tra questi si possono citare:– Engenuity’s STAGE, – MÄK Technologies’ VR-FORCES, – Teledyne’s EADSIM, – KESEM’s BattleModel, opportunamente modificato dalla ELSAG

DATAMAT con aggiunta di nuovi modelli.

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Battle ModelBattle Model è un tool di analisi e supporto alle decisioni per studiare scenari “what if” in ambiente simulato.

Si possono effettuare attivitàdel tipo:

Simulazioni Montecarlo

Valutazioni delle performance di un sistema

Play-back scenarios

Plug&Play models

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Virtual Prototyping

RequirementsRequirements

SW DesignSW Design

CodeCode

TESTTEST

Il processo ciclico che regola le attività che portano allo sviluppo di un “virtual piece” di un sistema reale può essere delineato nei seguenti passi:

– Definizione verbale del requisito– Disegno dell’interfaccia – Sviluppo delle funzionalità– Test e verifica del prodotto finale

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Virtual PrototypingFORMATS: Formats Design, FORMATS: Formats Design,

Prototyping validation, Prototyping validation, testing and C Code testing and C Code

GenerationGeneration

C Source Code to generate C Source Code to generate the Graphics Application the Graphics Application

to be executed on the LRU to be executed on the LRU targettarget

DISPLAY DISPLAY TARGET (MFD)TARGET (MFD)

LRU LRU

LRU TARGETLRU TARGET

Cross Compiling & Cross Compiling & Linkage LRU SWLinkage LRU SW

Source Source Code Code

GenerationGeneration

Equivalent Equivalent Display Display

FORMATsFORMATs

+BAL

-

+INT

-4033 GS 3005050 H10000

IN GPS 2 M 10:12:34

10 NM

ACC

RJT

SHADE

DCL

MAP TIME

NUP

03

04

N 20° 15'.00 W 019° 15'.00QFE 125MB ALT 12000FT

MRKINT

TOT““modify, modify, load and load and

seesee””

+BAL

-

+INT

-4033 GS 3005050 H10000

IN GPS 2 M 10:12:34

10 NM

ACC

RJT

SHADE

DCL

MAP TIME

NUP

03

04

N 20° 15'.00 W 019° 15'.00QFE 125MB ALT 12000FT

MRKINT

TOT

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Assetti da federare

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Live, Virtual, Constructive

• La possibilità di disporre di un ambiente sintetico nel quale far interagire ed interoperare simulazioni Constructive, Virtual e Live consente di conoscere le capacità di un sistema d’arma senza doverlo impiegare in nessun scenario reale.

• Virtual prototyping a supporto della M&S costituisce un approccio innovativo allo sviluppo, verifica e validazione dei sistemi d’arma e di comando e controllo.

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Programmi di riferimento

I programmi di riferimento in cui la F.A. è coinvoltasono:

• NATO ALTBMD – Active Layered Theater Ballistic Missile Defense

• NATO SMART – Simulated Mission and Rehersal Training

• JPOA / JPOW X – Joint Project Optic Alliance / Joint Project Optic Windmill X

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ConclusioniConclusioni

Operational Assessment & Training

Interoperability Assessment

Risk Reduction

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Domande

Modelling & Simulation:�“Metodologia evolutiva a supporto della difesa aerea estesa dell’Aeronautica Militare”ScopoAgendaBackground (cont.)BackgroundVision dell’Aeronautica MilitareVision dell’Aeronautica MilitareGoals (cont.)GoalsArchitettura tecnicaArchitettura di gestioneArchitettura M&S della Difesa (cont)IT Airforce PoPIl Polo Tecnico di M&STools and methodsBattle ModelVirtual PrototypingVirtual PrototypingAssetti da federareLive, Virtual, ConstructiveProgrammi di riferimentoConclusioniDomande