Come abbiamo visto nel precedente articolo le simulazioni in ambito difesa sono finalizzate a raggiungere questi 4 obiettivi:
A - L’addestramento del personale militare
B - La ricerca e l’elaborazione di strategie/tattiche vincenti in scenari noti
C - La definizione delle caratteristiche di nuovi sistemi
D - La validazione di nuovi sistemi
Cerchiamo in questo articolo di avere una panoramica delle attività di modelling e simulation effettivamente svolte in Italia e all’estero e mirate agli obiettivi sopra elencati.
Lo scenario nazionale
In Italia le tre forze armate hanno tutte un centro di simulazione di riferimento.
L’Esercito si è dotato del Centro di Simulazione e Validazione dell’Esercito (Ce.Si.Va., Rif. 1) di Civitavecchia nel 2004, raccogliendo l’eredità di altre strutture precedenti (il progetto SIAT, Sistema Integrato per l’Addestramento Terrestre, muove i primi passi nel 1999). Permette simulazioni ad ampio spettro (Constructive, Virtual e Live) ed è soprattutto focalizzato sull’addestramento (obiettivo A riportato all’inizio dell’articolo)
Le simulazioni di tipo Constructive si basano sul prodotto commerciale COTS Joint Conflict and Tactical Simulation (JCATS). Tale prodotto consente una simulazione real-time ed è basato su una architettura DIS-HLA. È esercitato direttamente a Civitavecchia e capace di interagire con gli omologhi centri NATO e Alleati. Permette di addestrare i Comandanti di reggimento, brigata e divisione, ed i rispettivi staff, all’esercizio della funzione di Comando e Controllo ma serve anche per condurre approfondimenti di taluni aspetti delle operazioni e per valutare soluzioni alternative per taluni processi decisionali.
Le simulazioni Live si appoggiano a cinque Centri di Addestramento Tattico (CAT): Capo Teulada (in Sardegna), Torre Veneri (in Puglia), Monte Romano e Cesano (nel Lazio) e a Brunico (in Alto Adige). Tali simulazioni rappresentano azioni con armamenti reali, azioni nelle quali soldati e mezzi sono dotati di “simulatori di duello” e di vari sensori in grado di definire gli effetti delle azioni intraprese dalle unità che si fronteggiano.
La simulazione Virtual si basa sul prodotto commerciale Virtual Battlespace 3 (VBS 3), un sistema basato su HW commerciale molto potente e flessibile, che consente di addestrare il personale in maniera coinvolgente, personalizzando la formazione del singolo/team attraverso modelli (avatar).
L’Aeronautica si è data come obiettivi della sua organizzazione di Modelling e Simulation quelli di esercitare gli operatori, ma anche quelli di coadiuvare il problem solving e i processi di decision making, quindi gli obiettivi A e B riportati all’inizio dell’articolo (fonte: Rif. 2).
La struttura di M&S è oggi sotto le dipendenze del "Reparto Addestramento Controllo Spazio Aereo" (R.A.C.S.A.), parte della Brigata Controllo Aerospazio (BCA) e con sede all’aeroporto di Pratica di mare. Fanno parte delle capacità di simulazione dell’AMI soprattutto i simulatori di apparati, non sempre collocati presso la sede del reparto RACSA, sia sensori (Radar TPS77) che velivoli (e qui il ventaglio è amplissimo, da vari tipi di simulatori dell’EuroFighter, a quelli del Tornado, degli UAV, dell’AMX, del C130, etc.). Ma tra la missione del RACSA c’è anche quella di costituire un "Polo di Modelling&Simulation" dell'AM nel settore del Controllo Spazio Aereo, capace di simulare le principali capacità di controllo dello spazio aereo, integrando sensori e link tattici, e quindi dialogare con le reti di simulazione delle altre forze armate.
La Marina è dotata della struttura più diversificata, probabilmente in quanto destinata ad operare sui tre elementi (mare, terra aria). Tradizionalmente gli asset di simulazione sono stati votati all’addestramento (quindi, ancora una volta obiettivo A del riportato all’inizio dell’articolo). Si trattava soprattutto, almeno all’inizio della storia del Centro di Addestramento Aeronavale di Taranto (MARICENTADD), di sistemi di addestramento intesi a simulare sottosistemi isolati (lanciasiluro, pezzo di artiglieria, turbine a gas, etc.) ma è da subito stato anche presente il simulatore “tattico” (RAT) per quanto riguarda la funzione di combattimento (dettagli in Rif. 2). Almeno all’inizio il grosso limite di questa serie di simulatori è stata la mancata integrazione, per cui ciascuno funzionava singolarmente. La situazione è cambiata quando la marina dotò molte unità del sistema C2 SADOC (Sistema Automatico di Direzione delle Operazioni di Combattimento) e quindi nacque l’esigenza di sviluppare una struttura apposita per lo sviluppo e la validazione del software. A partire da questa infrastruttura di simulazione ogni successivo simulatore fu ideato con il requisito di integrazione con il simulatore SADOC (anche tramite architettura HLA). Questo gruppo di simulazioni è l’ossatura del Centro di Programmazione della Marina Militare (MARICENPROG), alle dirette dipendenze del Comando C4S ed in stretto coordinamento con il MARICENTADD (vedi Rif. 3). L’elemento interessante ai fini di questo racconto è che il MARICENPROG è, per sua natura, deputato anche e soprattutto agli obiettivi C e D riportati all’inizio dell’articolo: lo sviluppo di nuovi requisiti e la validazione del SW rilasciato dai fornitori della MMI.
Lo scenario internazionale: USA e NATO
Per capire cosa è successo e sta accadendo a livello internazionale, potremmo partire dagli anni 90, ed esattamente da quello che è successo negli USA.
Il Department of Defence americano, agli inizi degli anni 90, si accorso delle potenzialità e delle ricadute sul mondo della difesa delle tecnologie del Modelling & Simulation. Grazie all’incremento della potenza di calcolo e ai risultati del progetto SIMNET (il progetto SIMulator NETworking, partito nel 1984, aveva l’ambizione di connettere poco meno di un centinaio di simulatori su 4 siti, e terminò con circa 250 simulatori su 9 siti, vedi Rif. 5), il DOD USA affidò la responsabilità di tutte le attività di Modelling & Simulation all’USD for Acquisition and Technology di sviluppare una Vision sul M&S, visione riassunta nel Modeling And Simulation (M&S) Master Plan del 1995 Rif. 6. In tale documento si è iniziato a definire quali fossero le linee di attività da monitorare ed organizzare: stabilire Policy e Linee Guida, capire quali fossero i requisiti fondamentali, sviluppare la tecnologia, costruire e rilasciare le capacità simulative (vedi Figura 1)
Figura 1: La vision USA sul M&S del 1995, ripresa da Rif. 6.
Oggi i modelli negli USA sono cresciuti esponenzialmente (ben più di 3000, secondo Rif. 5) e sono praticamente impossibili da riassumere.
Più interessante, anche perché ci riguarda direttamente, capire cosa succede in ambito NATO.
L’organizzazione che, in ambito NATO, si occupa di pianificare le attività di M&S tra i membri è il NATO Modelling and Simulation Group (NMSG) che fa capo allo Scientific and Technical Committee (STO). Tutti gli stakeholder e gli esperti NATO interessati al Modelling and Simulation (M&S) si riuniscono sotto il coordinamento del NMSG.
La missione del gruppo è di promuovere la cooperazione tra la NATO e le nazioni partner al fine di massimizzare un utilizzo efficace delle tecnologie di M&S. Tra le sue attività ci sono infatti la standardizzazione, il training degli operatori del dominio M&S e la ricerca scientifica e tecnologica in tale ambito. Il gruppo è nominato dalla conferenza dei direttori nazionali degli armamenti (CNAD). Tra I risultati prodotti è opportune segnalare il NATO M&S Master Plan (NMSMP). Il piano risponde agli obiettivi Figura 2, quindi copre le attività di standardizzazione, di esplorazione di nuove tecnologie e di pianificazione di offerta di servizi comuni di cui le nazioni membro possono avvalersi.
Figura 2 : Piano NATO NMSMP, principali obiettivi
Sempre nel ramo di M&S, su un versante più operativo, il NATO Supreme Allied Commander Transformation di Norfolk ha istituito il Modelling & Simulation Centre (NATO M&S COE) a Roma (sede presso la caserma della Cecchignola) qualificandolo come Centro d’Eccellenza NATO.
Il NATO M&S COE è dedicato alla promozione del M&S a supporto della definizione dei requisiti operativi, dell’addestramento e della interoperabilità. Il centro ha un ruolo primario di promozione dell’uso delle metodologie del M&S, e per questo coinvolge le strutture della NATO, i governi le università, le entità che operano simulazioni. Si propone di operare in numerosi campi: Addestramento e Formazione, Gestione della Conoscenza, Best Practices ed analisi delle esperienze di M&S, sperimentazione ed elaborazione di nuovi concetti, sviluppo di nuove dottrine standard e della interoperabilità (vedi Rif. 7). È facile trovare disponibili on-line le “Annual review” del MSCOE, documenti che riportano nel dettaglio le attività portate avanti. Ad esempio, dando uno sguardo all’Annual Review 2017, si scopre come il MSCOE abbia supportato il concetto di M&S as a service, come abbia contribuito al topic MSG-145 (uno degli argomenti da approfondire secondo il NMSG e per questo contenuti nel NATO M&S Master Plan già menzionato) su un nuovo standard di interoperabilità tra le simulazioni noto come C2SIM, o come abbia contribuito al Coalition Warrior Interoperability eXercise (CWIX), un evento di innovazione che riunisce in un solo posto tutti systems e network engineers (evento del quale parleremo più diffusamente più avanti).
Tra le infrastrutture NATO destinate al M&S non possiamo non citare la CFBLNet (vedi Rif. 8). È una rete destinata per supportare esercitazioni e addestramenti legati all’interoperabilità il cui Technical Agreement formale è stato firmato nell’agosto del 2002. Non c’è una singola nazione che possiede la CFBLNet, ma ogni nazione è responsabile del suo segmento di rete. L’infrastruttura è una rete sicura e globalmente federata intesa a verificare ogni problematica relativa all’interoperabilità e a testare le capacità dei sistemi di Comando, Controllo, Comunicazione, Intelligenza, Sorveglianza e Riconoscimento. La rete CFBLNet ha attualmente 268 siti sicuri cross-certificati, situati in 14 nazioni NATO. Lato Italiano è il Reparto Gestione ed Innovazione Sistemi Comando e Controllo (Re.G.I.S.C.C.) dell’AMI, situato a Pratica di Mare, che assicura le interconnessioni con la rete NATO.
Figura 3: La connettività di CFBLNet (da Rif. 4)
Viste fin qui le strutture NATO che si occupano di standardizzazione e guida del M&S, accenniamo brevemente ad alcune delle strutture che posssono considerarsi utenti delle tecnologie e delle infrastrutture di M&S.
Sicuramente una delle più importanti è la NATO Communications and Information Agency (NCIA). Nata nel 2012 come fusione di enti preesistenti1, eredita tutte le attività2 nel campo C4ISR, nella difesa dai missili balistici (BMD), nell’interoperabilità e nella definizione delle architetture dei sistemi nonché del loro test. NCIA è un utente naturale delle tecnologie e delle infrastrutture del M&S sia per le attività nel campo dell’interoperabilità del test NCIA sia per la competenza nella difesa balistica multistrato. Per testare le soluzioni di interoperabilità la soluzione più efficace e valida è infatti quella di simulare i sistemi con i quali interoperare (situazione dove oltre ad un sistema reale, solitamente quello sotto test, si dispone del “resto del mondo” simulato). E, come appare anche più evidente, per poter effettuare degli esercizi e/o delle validazioni di sistemi antibalistici è difficilmente percorribile la strada di avvalersi di minacce reali con le quali far interagire i sistemi.
Una delle infrastrutture che è direttamente gestita dalla NCIA è l’Integration Test Bed (ITB). Si tratta di una infrastruttura essenziale per l’integrazione, la verifica e la validazione di tutti i sistemi di difesa dai missili balistici e di controllo dello spazio aereo. È capace di simulare sistemi interconnessi al sistema sotto test e di interfacciarsi con sistemi reali, riuscendo quindi a simulare e a stimolare vari assetti nazionali come sistemi d’arma BMD, sensori e sistemi BMC3I. L’infrastruttura ITB, operativa dal 2007 ed originariamente pensata per il programma ALTBMD, ha dimostrato di essere essenziale sia per le attività a livello NATO proprie dell’NCIA ma anche come supporto ad attività nazionali in ambito simulazione e/o sviluppo. Non è un caso che anche le forze armate italiane si siano nel tempo dotate di una infrastruttura simili, l’ITB nazionale, un laboratorio di simulazione interforze collegabile all’ITB NATO ma soprattutto in grado di verificare l’integrazione di sistemi e piattaforme nazionali connesse in rete e simularne modelli di funzionamento. Se la struttura dell’ITB nazionale ha avuto origine in virtù della partecipazione italiana al programma ALTBMD (Rif. 14) ed è ora usata per varie attività interforze e come supporto alle attività del programma Forza–NEC (Network Enabled Capabilities, vedi Rif. 15)
Per i motivi sopra esposti NCIA è tra i maggiori contributori di diverse esercitazioni congiunte in ambito NATO.
Un evento che va senz’altro citato è la Coalition Warrior Interoperability eXercise (CWIX, vedi Rif. 9), il più grande evento di interoperabilità in ambito NATO, che si tiene annualmente e fornisce una occasione unica per i sistemisti e gli esperti di interoperabilità per sperimentare e ricercare soluzioni innovative. Non a caso alle ultime CWIW un ruolo di primo piano lo giocano sia la NCIA che il MSCOE.
Figura 4: Rappresentazione di un esercizio operato durante il CWIX 2019 con il coinvolgimento di una azienda di un paese membro NATO
Al CWIX, che si tiene normalmente al Joint Force Training Centre di Bydgoszcz, in Polonia, sono presentati sistemi che spaziano da sistemi C3 schierati a quelli sperimentali. CWIX è un evento per sistemi federati ed interoperabili, dove la maggior parte dei sistemi sotto test sono operati da Joint Forces Training Centre (JFTC) con molte nazioni che operano per mezzo della già citata rete CFBL. Ad esempio: nel CWIX 2019 sono stati eseguito più di 8000 test con più di 300 diversi sistemi coinvolti (Rif. 11). La partecipazione italiana a tale evento è sempre stata significativa (confronta con Rif. 12 e Rif. 13).
Altro evento impossibile da avere senza l’ausilio delle tecnologie e delle competenze del M&S è il Joint Project Optic Windmill (JPOW), sotto la responsabilità del centro di competenza per gestione congiunta della superiorità aerea (Joint Air Power Competence Centre, JPAACC). Si tratta di una esercitazione che si tiene annualmente nella base aerea olandese di De Peel, e tende a valutare la capacità dei paesi membri NATO di portare avanti una delle missioni più difficili, quella della Difesa Aerea e Missilistica Integrata Integrated Air and Missile Defence, IAMD). Si tratta di una esercitazione coinvolgente vari sistemi di difesa3 aerea che si estende allo sviluppo di nuovi concetti ed alla sperimentazione di sistemi non ancora operativi.
Figura 5 : il contesto di un esercizio JPOW
Anche il JPOW si svolge grazie alla rete CFBLNet e alle potenzialità di simulazione che consento di condividere una Air Picture comune con la simulazione di minacce e la contemporanea presenza di tracce aeree reali.
Leggi la prima parte "Cosa sono i modelli di simulazione: origine ed evoluzione"
Leggi la seconda parte "Cosa sono i modelli di simulazione: il contesto della difesa"
1 NCIA è il risultato della fusione di: a) NATO Communication and Information Systems Services Agency (NCSA); b) di NATO Consultation, Command and Control Agency (NC3A); c) del NATO Air Command and Control System Management Agency (NACMA), d) del NATO Headquarters Information and Communication Technology Service (ICTM); del e) Programme Office per la NATO's Active Layered Theatre Ballistic Missile Defence (ALTBMD).
2 Dal sito istituzione della NCIA Rif. 10leggiamo: NCI Agency delivers advanced Command, Control, Communications, Computers, Intelligence, Surveillance and Reconnaissance (C4ISR) technology and communications capabilities in support of Alliance decision- makers and missions, including addressing new threats and challenges such as cyber and missile defence. This includes the acquisition of technology, experimentation, the promotion of interoperability, systems and architecture design and engineering, as well as testing and technical support. It also provides communication and information systems (CIS) services in support of Alliance missions.
In addition, the Agency conducts the central planning, system engineering, implementation and configuration management for the NATO Air Command and Control System (ACCS) Programme. NCI Agency also provides co-operative sharing and exchange of information between and among NATO and other Allied bodies using interoperable national and NATO support systems.
3 Sistemi coinvolti nel JPOW 2017: PATRIOT PAC 3, Terminal High Altitude Air Defence System (THAAD), AN/TPY2, C2BMC, Air Defence Command Frigate (ADCF), F-124, F-100, SAMOC, AEGIS Afloat and AEGIS Ashore, the Maritime Theatre Missile Defence Forum, Deployable Control & Reporting Centres (D-CRC) and ground based AMRAAM.
Riferimenti
Rif.1 - Cesiva: https://www.esercito.difesa.it/organizzazione/capo-di-sme/COMFOTER-COE/C...
Rif.2 - Il Modelling & Simulation nell'addestramento militare. Le esperienze delle principali Forze Armate mondiali e possibile modello per la Difesa - Tesi di gruppo 2ª sezione – 5° gdl 17° corso superiore di stato maggiore interforze, Centro Alti Studi per la Difesa
Rif.3 - Cinquanta anni di MARICENPROG, DifesaOnLine, https://www.difesaonline.it/news-forze-armate/mare/cinquanta-anni-di-mar...
Rif.4 - Combined Federated Battle Laboratories Network (CFBLNet) Guide, Ver. 2.0, Oct. 2019
Rif.5 - A HISTORY OF UNITED STATES MILITARY SIMULATION, Raymond R. Hill J. O. Miller, Department of Operational Sciences, Air Force Institute of Technology
Rif.6 - Modeling And Simulation (M&S) Master Plan, DoD 5000.59-P, Ottobre 1995, Under Secretary of Defense for Acquisition and Technology
Rif.7 - Sito del centro di eccellenza NATO sulla simulazione MSCOE: NATO https://www.mscoe.org/mission-and-vision/
Rif.8 - CFBL Net Video Overview: https://www.youtube.com/watch?v=ihUF409T900&t=0s
Rif.9 - CWIX Home Page: https://www.act.nato.int/federated-interoperability
Rif.10 - Sito istituzionale NCIA: https://www.ncia.nato.int/
Rif.11 - Coinvolgimento NCIA nel CWIX 2019: https://www.ncia.nato.int/about-us/newsroom/nci-agency-plays-key-role-in...
Rif.12 - CWIX 2021: https://www.difesaonline.it/news-forze-armate/interforze/conclusa-leserc...
Rif.13 - CWIX 2016: https://www.difesaonline.it/news-forze-armate/interforze/polonia-conclus...
Rif.14 - Associazione Nazionale Ufficiali Tecnici Dell'esercito Italiano (ANUTEI), Programma NATO ALTBMD - Prospettiva ed impegno Italiano, 20 Novembre 2008 - http://www.anutei.it/attivita/2008/semsabaudia/atti/Documenti/7_8_PERA%2...
Rif.15 - Nuove frontiere dell’Esercito: i simulatori addestrativi e lo sviluppo della digitalizzazione (link)
Immagini: Esercito Italiano / web / U.S. DoD
