Gemelos digitales en apoyo de la defensa antimisiles

Ciertas herramientas inteligentes y emergentes facilitarán que el sistema antimisiles Interceptor Next-Gen se desarrolle más rápidamente y sea más asequible.

Cuando cada segundo cuenta, debido a que las amenazas emergentes evolucionan a un ritmo rápido, la Missile Defense Agency (MDA) entiende la necesidad de un nuevo sistema defensivo. Para hacer frente a los avances de las amenazas y aumentar la eficiencia contra ellas, el Next Generation Interceptor (NGI) será el próximo interceptor que forme parte del sistema Ground-based Midcourse Defense (GMD).

Pero, como su nombre sugiere, necesita ser realmente un interceptor de la próxima generación, que emplee las innovaciones y herramientas del siglo XXI, para ofrecer un sistema de defensa de misiles asequible, fiable y sin fallos, preparado para satisfacer las necesidades de los combatientes ahora y en el futuro.

«El diseño y desarrollo de la tecnología más avanzada hit-to-kill (energía cinética) requiere un enfoque que, no sólo se alinee con la estrategia de ingeniería digital de los clientes para proporcionar una mayor seguridad y una mayor asequibilidad, sino que también debe estar completamente integrado», dijo Janica Cheney, directora de Capability Implementation Management for Lockheed Martin. «Es en este nivel de interconectividad, no sólo de los sistemas en sí mismos sino también la integración con el cliente, el que permitirá a la MDA, transformar la forma en que desarrollamos este tipo de sistema y creará niveles nunca antes vistos de transparencia para todas las partes interesadas».

Es fundamental un enfoque de ingeniería digital basado en modelos para ofrecer esta transparencia, así como las capacidades avanzadas incorporadas en el sistema para mantener la flexibilidad. Con una columna vertebral interdisciplinaria compuesta por elementos de datos específicos a lo largo de todo el ciclo de vida del producto, cada elemento estará anclado en un modelo común para proporcionar una visión a nivel de sistema. Entonces, a medida que el equipo hace modificaciones, tanto las implicaciones de costes como las de tiempo pueden ser mejor comprendidas con un diseño digital concurrente.

Esta es una evolución muy necesaria en los programas de desarrollo en toda la cartera de defensa porque este hilo digital integrado permitirá mayor colaboración y transparencia para que el cliente gubernamental evalúe las contrapartidas estratégicas de ingeniería, mantenga el programa en el plan y a la vez acelere el calendario. Esto también permite una transición más fluida a medida que el trabajo se mueve a través del diseño, la producción y el mantenimiento.

Lockheed Martin ya ha hecho progresos significativos en el establecimiento de un entorno digital completamente integrado y basado en modelos, que incluye el software adecuado, la infraestructura y las herramientas de colaboración habilitadas digitalmente, para ejecutar la ingeniería digital.

Esta capacidad permitirá al equipo entregar un producto factible mucho antes y que se consiga ahorrar millones de dólares, en comparación con otros programas de desarrollo.

Ser capaz de evaluar cada variable ayudará a los clientes a tomar decisiones basadas en datos sobre los impactos en los sistemas y pasar rápidamente del diseño a la producción con otros avances como la realidad aumentada, la inteligencia artificial y la fabricación aditiva.

Un ejemplo ilustrativo de la aplicación de la ingeniería digital es la creación de un gemelo digital como un activo clave del programa. Hoy en día, las simulaciones de misiones ayudan a proporcionar información valiosa para asegurar el éxito de la misión, pero con la evolución de los programas de gemelos digitales como el NGI, el cliente tendrá la ventaja añadida de tener sustitutos digitales del hardware de los proveedores. Esto reducirá el riesgo de las pruebas físicas reales de hardware, permitiendo otra forma de crear productos electrónicos.

«Con el uso de un gemelo digital, el cliente podrá realizar pruebas tempranas y frecuentes a lo largo del proceso de desarrollo para asegurar que el producto es viable», dijo Cheney. «Este “vuela antes de comprar” ya ha tenido éxito en otros ámbitos militares y podemos aprovecharlo en el NGI».

A medida que el programa pasa de un prototipo a un producto consolidado, este gemelo digital proporcionará un beneficio añadido en cada etapa del ciclo de vida del producto. Por ejemplo, una vez que haya un gemelo digital único para cada misil “as-built” (planos de obra ejecutada), este ecosistema digital con inteligencia artificial avanzada puede proporcionar información de pronóstico y mantenimiento prescriptivo para toda la flota del NGI. Este conocimiento de la situación para el cliente puede ayudar a maximizar la eficiencia durante las operaciones y la duración del mantenimiento del programa.

Un enfoque de ingeniería de sistemas basado en modelos también influye de manera significativa en el enfoque de desarrollo de software para el NGI. Hoy en día, el software define el grueso de las capacidades críticas para la misión en comparación con las misiones tradicionales y, en muchos casos, ofrece la ventaja decisiva para nuestros clientes.

A través de un enfoque centrado en DevSecOps (DevOps es una práctica de ingeniería de software que tiene como objetivo unificar el desarrollo de software y la operación del software. Wikipedia. N. del T), los equipos de desarrollo también pueden asegurar que el programa cumpla con la Certificación del Modelo de Madurez Cibernética (CMMC) y la resistencia cibernética crítica para la defensa nacional. Este enfoque ágil de desarrollo de software también permitirá actualizaciones continuas de la misión una vez en la etapa de operaciones y mantenimiento del ciclo de vida del producto.

La Software Factory de Lockheed Martin es la forma estándar en que la empresa desarrolla software de última generación. El equipo está formado por expertos en la materia que están a la vanguardia de la conformación del estándar de toda la industria para DevSecOps, lo que permitirá un desarrollo más rápido y una respuesta ágil. Basándose en el ciclo de desarrollo de la Factory, el equipo tendrá al menos un 25% más de tiempo de arranque del programa, con la capacidad de construir software para NGI desde el primer día.

Al adoptar un enfoque estratégico para la transformación impulsada por la misión, y adoptando tecnologías clave como la ingeniería digital, DevSecOps, y la arquitectura modular de sistemas abiertos, los contratistas pueden ayudar a satisfacer las necesidades de la MDA, para tener una mejor recopilación y análisis de datos que apoyen el despliegue estratégico y táctico de este sistema crítico. La base de la ingeniería digital también conducirá a una adopción aún mayor de otras herramientas inteligentes y tecnologías emergentes para ofrecer el IGN de manera más asequible y rápida que cualquier otro sistema de defensa con misiles.

Las opiniones expresadas son las de Lockheed Martin y no constituyen un aval de la Agencia de Defensa de Misiles (MDA).

(Un Digital Twin o gemelo digital es una réplica virtual de un objeto o sistema que simula el comportamiento de su homólogo real con el fin de monitorizarlo para analizar su comportamiento en determinadas situaciones y mejorar su eficacia. El esquema de trabajo Digital Twin se compone por un lado del sistema u objeto real y por otro lado de la réplica virtual que contiene toda la información del sistema físico, de ahí la denominación “gemelos”, ya que son espejos el uno del otro.Wikipedia. N. del T)

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