Arquitectura genérica del vehículo - Generic Vehicle Architecture

El enfoque de Arquitectura de Vehículo Genérico ( GVA ) es el enfoque adoptado por el MOD del Reino Unido para el diseño de arquitecturas electrónicas y de energía para vehículos militares. También incluye requisitos para la estandarización de la interfaz hombre-máquina . Los principales requisitos para este enfoque se publican en el Estándar de Defensa 23-009.

Las plataformas terrestres suelen estar en servicio durante muchos años y están sujetas a actualizaciones importantes a lo largo de su vida. La experiencia reciente ha demostrado que es necesario poder actualizar las plataformas rápidamente para abordar nuevas amenazas y escenarios. El enfoque tradicional para el diseño de plataformas con subsistemas independientes da como resultado actualizaciones conectadas a la estufa con conflictos de integración, una proliferación de controles y pantallas de la tripulación, conflictos de energía, falta de explotación de datos y falta de estandarización en toda la flota con problemas de capacitación y mantenimiento. Todos estos problemas conducen a un costo de propiedad significativamente más alto a lo largo de la vida.

El enfoque de GVA se basa en principios establecidos de Ingeniería de Sistemas para definir una arquitectura genérica que requiere estándares de implementación abiertos para respaldar la integración rentable de subsistemas en plataformas terrestres (electrónica, eléctrica y físicamente). El Director de Equipo Terrestre (DLE) ha ordenado la aplicación del Enfoque GVA y el Estándar de Defensa GVA asociado 23-009 para todas las adquisiciones futuras de plataformas de vehículos terrestres, la renovación de la plataforma de vehículos actual y los programas de actualización. GVA es una parte integral de Land Open System Architecture (LOSA) que tiene como objetivo permitir que los soldados, vehículos y bases trabajen mejor juntos, aumentando así la efectividad operativa y reduciendo los sistemas de sistemas a través de los costos de vida.

Una parte integral de LOSA y GVA es un estándar de datos basado en un estándar de Object Management Group (OMG) llamado Model Driven Architecture (MDA) . El estándar de datos se denomina Land Data Model (LDM) y define las interfaces de datos y el comportamiento entre los componentes de la arquitectura modular. Esto permite la interoperabilidad entre módulos creados por diferentes proveedores para su uso en un sistema distribuido. Se puede acceder al LDM en el portal Land Open Systems.

Historia

Programa de investigación de integración de sistemas de vehículos (VSI)

Los orígenes de GVA se encuentran en el programa de investigación MOD. Inicialmente existía SAVE (Enfoque sistemático de la electrónica de vehículos), un programa del Reino Unido de los años 80 basado en el concepto de producir una serie de módulos electrónicos estándar, conectados por un sistema de transmisión de datos digital estándar. Las restricciones impuestas por este enfoque inspiraron el Programa VERDI (Vehicle Electronics Research Defense Initiative), una colaboración entre la Agencia de Investigación y Evaluación de Defensa (DERA) y la Industria que demostró las posibilidades que ofrece la integración total de sistemas y que arrojó información crucial para la definición posterior. fase de este trabajo. Después de VERDI, el Ministerio de Defensa del Reino Unido inició la iniciativa VESTA (Arquitectura de estándares de vehículos) a mediados de la década de 1990, presidida por DERA, para identificar estándares adecuados para la integración de sistemas. Los resultados de VESTA proporcionaron una base firme para el seguimiento del trabajo realizado por el Programa VSI.

En 1997, el MOD del Reino Unido lanzó un programa de investigación llamado Integración de sistemas de vehículos (VSI). El programa todavía está activo hoy y continúa proporcionando la investigación de apoyo para la iniciativa de Arquitectura de Vehículos Genéricos. El objetivo de VSI es garantizar que se puedan obtener todos los beneficios de la plataforma digitalizada y su estatuto establece que "Todas las adquisiciones futuras de plataformas militares terrestres, las plataformas heredadas seleccionadas y sus actualizaciones se adherirán a los estándares y pautas de Vetronics que se han propuesto y desarrollado bajo el programa Vehicle Systems Integration (VSI), y que se promulgan en los Estándares y Directrices detallados para la documentación de VSI ".

Se formó un grupo de trabajo liderado por la industria y durante la siguiente década produjo y mantuvo un documento de 300 páginas titulado "Las normas y directrices de VSI". El documento intentó capturar los estándares abiertos emergentes en términos de energía, datos y video y analizó cómo aplicarlos a los sistemas de vehículos militares. Siendo solo un conjunto de pautas, y a pesar de la carta, no había una autoridad real para ordenar o forzar el cumplimiento. Los miembros de la industria del grupo VSI tendían a adoptar los principios de VSI lo mejor que podían, invirtiendo a menudo su propio dinero para promover los conceptos de VSI. Reconociendo la importancia de la digitalización, el trabajo de VSI también alimentó a otros grupos de interés internacionales dentro de la OTAN, así como al programa TRACER-FSCS del Reino Unido / EE. UU. Más tarde, los Estándares y Directrices de VSI proporcionaron la piedra angular del estándar de defensa GVA.

FRES EA TDP

El Future Rapid Effects System (FRES) fue el nombre que se le dio a un programa del Reino Unido para entregar una flota de unos 4000 vehículos al ejército británico. Con la intención de ser una combinación de capacidades de plataforma que van desde una ambulancia hasta un vehículo de reconocimiento, con la necesidad de implementarse rápidamente en una variedad de escenarios operativos, un enfoque modular y escalable para los sistemas de la plataforma fue esencial. En 2005, el MOD del Reino Unido contrató dos programas de demostración de tecnología (TDP) paralelos, cuyo objetivo era producir una arquitectura electrónica que fuera lo suficientemente modular y escalable para adaptarse a toda la flota de vehículos FRES prevista. Los dos equipos, liderados por BAES y Lockheed Martin, produjeron y demostraron dos soluciones independientes de arquitectura electrónica que demostraron cumplir con la intención de los estándares y pautas de VSI. Desde entonces, el programa FRES se ha reestructurado; sin embargo, los aspectos de las arquitecturas FRES EA TDP se encuentran en el estándar actual de GVA Defense.

Demostrador de integración de tecnología de vehículos (VTID)

A principios de 2007, el MOD del Reino Unido contrató a un consorcio liderado por QinetiQ para investigar el concepto de supervivencia integrada modular (IS). El programa de 3 años, llamado VTID (Demostrador de integración de tecnología de vehículos) atrajo a varios expertos en el dominio. El programa VTID Vehicle investigó la hipótesis de que se puede desarrollar un IS reconfigurable que pueda ofrecer un mecanismo de protección flexible y eficaz para los vehículos terrestres. QinetiQ y los socios del consorcio produjeron un sistema de demostración de vehículos modulares que se utilizó en una serie de pruebas de encendido en vivo para mostrar cómo se podría realizar un sistema de supervivencia integrado modular. Los documentos del concepto arquitectónico VTID se han tenido en cuenta en la formación del estándar de defensa GVA.

Conductores operativos

Impulsada por la necesidad de integrar una multitud de inserciones y actualizaciones tecnológicas rápidas (los llamados Requisitos Operativos Urgentes), de manera rápida y eficiente, la guerra del Golfo quizás haya sido el catalizador para solidificar los años de trabajo de investigación en Arquitectura Electrónica. El ejército del Reino Unido se encontró poseyendo una serie de nuevas capacidades y, de hecho, nuevos vehículos. La nueva flota de 'Force Protection', comprada en los EE. UU. Y 'modificada' tenía una gama de equipos de entrada al teatro instalados. La falta de una arquitectura común ralentizó no solo la instalación de los equipos, sino también la formación y posterior reentrenamiento, ya que se llevaron a cabo inserciones y mejoras tecnológicas cada vez más rápidas. Los vehículos eran más difíciles de mantener y operar, con diferentes configuraciones que representaban una carga para la cadena logística. Esto resultó en gastos adicionales y no menos frustración; ¡algo necesario para cambiar!

Estándar genérico de arquitectura de vehículos

El estándar GVA se lanzó oficialmente en el número 1, en agosto de 2010. El número 1 se implementó luego en el vehículo Foxhound , estableciendo el punto de referencia para todas las arquitecturas de vehículos del Reino Unido en el futuro.

Beneficios

Aunque es muy difícil cuantificar objetivamente la aplicación del enfoque GVA por MOD tiene como objetivo generar beneficios en muchas áreas, tales como:

  • Reducción de los costos de por vida de:
    • Reducción del costo y el riesgo de integración del subsistema de la plataforma del vehículo.
    • Reducción del tiempo para implementar cambios tecnológicos en las arquitecturas de plataformas de vehículos.
    • Costos de vida reducidos debido a la comunidad de componentes y HMI.
    • Mayor competencia para subcomponentes y sistemas de terceros.
    • Reducción de la carga de formación de la tripulación y el mantenedor.
    • Patrones de servicio de vehículos comunes que reducen la duplicación
  • Capacidad de equipo mejorada:
    • Interoperabilidad e integración de datos del subsistema mejoradas.
    • Escalabilidad, capacidad de expansión y potencial de crecimiento integrados para la incorporación de subsistemas de vehículos futuros.

Estándar de defensa GVA 23-009

El Estándar de Defensa de GVA 23-009 describe y define el Enfoque de GVA y las reglas y estándares de diseño técnico que se aplicarán, pero no es una arquitectura o diseño de sistema en sí mismo. No exige un diseño específico, ya que la implementación del sistema variará de acuerdo con los requisitos de la plataforma del vehículo y su función.

Def Stan proporciona explícitamente requisitos que limitan el diseño de una plataforma de vehículo. Def Stan 23-009 logrará su propósito cuando los requisitos de GVA estén integrados en el diseño de la plataforma y otros mecanismos contractuales, y la implementación se verifique a través de los procesos estándar de Verificación y Validación del proyecto.

Los subsistemas se integran en una plataforma del vehículo a través de la infraestructura electrónica basada en GVA que consiste en una infraestructura de datos electrónicos y una infraestructura de energía, junto con un conjunto de montajes y conectores mecánicos especificados, y requisitos comunes de interfaz hombre-máquina (HMI). Esto permite la interoperabilidad de datos de los subsistemas y las estaciones de la tripulación, y la rápida renovación y actualización de la plataforma del vehículo.

El Estándar de Defensa 23-009 se divide actualmente en las partes siguientes:

  • Parte 0 - El enfoque GVA
  • Parte 1 - Infraestructura (datos y energía)
  • Parte 2 - Interfaz hombre-máquina
  • Parte 3: Monitoreo de uso y estado
  • Parte 4 - Interfaces físicas (retirado)
  • Parte 5 - Modelo de datos de GVA
  • Parte 6 - Seguridad (TBD)
  • Parte 7 - Servicios comunes (TBD)
  • Parte 8 - Seguridad (TBD)

Puede obtener las partes emitidas actualmente del Estándar de Defensa en el sitio web de Estándares de Defensa del Reino Unido, pero primero debe registrarse en el Gateway de Defensa.

Referencias

enlaces externos

  • Implementación de HMI GVA de código abierto Vivoe-lite en GitHub.
  • OpenVivoe es su implementación de código abierto realizada por OpenWide Ingenierie, un arquitecto francés de código abierto.