Modellering og Simulation

M&S som en teknologi
En model er populært sagt en repræsentation af ”et stykke virkelighed” og i denne sammenhæng tales mere snævert om en computermodel af et stykke virkelighed fra den militære verden. Simulation er en model, der specielt beskriver tidsudviklingen i det betragtede stykke virkelighed.

Foto: Forsvaret.dk

Skønt begreberne sammen og hver for sig har været kendt i umindelige tider, er det først de seneste år, man betragter dem i en ubrydelig sammenhæng som betegnelsen (ofte forkortet M&S) på et teknologiområde med meget omfattende anvendelsesmuligheder såvel i den civile som i den militære verden.
Bestemmende for denne udvikling er udbredelsen af billige og slagkraftige computere udstyret med avancerede grafiske brugergrænseflade og yderligere udviklingen i telekommunikationen med de heraf afledte muligheder for sammenkobling af computerne i netværk. I en tid med reduktioner af de militære styrker, mindre budgetter og miljømæssige restriktioner giver denne udvikling i computerteknologien modellerings- og simulationsområdet muligheder for at generere relativt billige og realistiske modeller, der i vidt omfang kan kompensere for de foretagne indskrænkninger.
 
NATO M&S MasterPlan
I NATO har man sat fuld fart på M&S-toget. På højeste plan har man godkendt den såkaldte NATO M&S Master Plan. Planen formulerer en fempunkts målsætning, der lægger op til et mere intensivt internationalt udviklingssamarbejde også omfattende partner-nationerne. Nøgleordene i dette samarbejde er interoperabilitet og genbrug. Ideen er, at al nyudvikling skal ske inden for rammerne af en fælles interoperabilitetsstandard, High Level Architecture (HLA), der muliggør, at systemerne kan sammenkobles. Man skaber herved mulighed for at udveksle modeller med hinanden. Besparelsesmuligheder herved er åbenbare. Masterplanens gennemførelse koordineres af den nyoprettede NATO Modelling and Simulation Group (NMSG) under NATO Research and Technology Organisation (RTO). NMSG har eget ”sekretariat” i Paris under Research and Technology Agency (RTA) For en potentiel bruger af modellering og simulation må det interessante spørgsmål være, hvad kan man bruge denne nye teknologi til. Masterplanen inddeler M&S- aktiviteterne i fem anvendelseområder:
 
•      Træning og uddannelse
•      Forsvarsplanlægning
•      Beslutningsstøtte
•      Forskning
•      Anskaffelser.
 
I det følgende skitseres kort, hvad disse anvendelser kunne omfatte.
 
Træning og uddannelse
Træning og uddannelse er det anvendelsesområde, der i allerhøjeste grad kan drage fordel af M&S. Man skelner traditionelt mellem tre niveauer for træning og uddan- nelse nemlig enkeltmand, enheder og førere og stabe. For enkeltmand gælder det indøvelse af basale færdigheder så som våbenbetjening eller betjening af andet materiel som køretøjer m.v. Simulatorer, der også betegnes man-in-the-loop- simulation, er et fortrinligt uddannelsesmiddel i denne sammenhæng, og anvendes i dag udbredt fx i form af fly-, køretøjs- og luftværnsmissilsimulatorer. Nye muligheder dukker imidlertid op. For det første kan man forudse en synergieffekt, hvis man koblede forskellige typer af simulatorer sammen, så fx en luftværnsmissilskytte kunne træne sammen med en pilot i en flysimulator i det samme scenario. Virtual reality teknologien giver mulighed for opbygning af meget realistiske scenarier hvor eleven befinder sig i simulationen og interagerer med denne. Man kunne forestille sig en patrulje under en fredsstøttende operation i en virtuel verden bevæge sig rundt i et område, der er en tro kopi af det virkelige terræn, hvori patruljeringen kunne finde sted. Der kunne i simulationen indlægges forskellige effekter, som fx at patruljen standses af lokale ”banditter”, og hvor situationen kræver myndig og bestemt optræden og i øvrigt optræden i over- ensstemmelse med ”rules of engagements”. Virtual reality teknologien sammen med kunstig intelligens kan anvendes i forbindelse med avancerede fjernundervisnings- metoder, hvor uddannelsesprogrammet løbende tager højde for elevens aktuelle kundskaber, og indeholder et evaluerings- og tilbagemeldingssytem, der konstant motiverer eleven.
Træning af enheder, hvor det er samspillet mellem de enkelte individer eller snarere de enkelte våbensystemer, det gælder, kunne i nogen grad gennemføres ved sammenkobling af enkeltsimulatorer, som nævnt ovenfor. Men vel nok et af de effektive uddannelsesmidler for hæren er de såkaldte kamptræningscentre. Sådanne centre er allerede taget i brug i udlandet. I kamptræningscentrene opererer enhederne, i praksis fra deling til bataljon, under feltmæssige forhold. Alle primære individer, våbensystemer og køretøjer forsynes med fx lasersensorer og ”laserkanoner”, så våbenengagementssituationer kan simuleres ved ufarlige ”lasertræfninger”. Hele scenariet kan overvåges centralt, ved at skudafgivelser sammenholdt med positionsangivelser ved hjælp af GPS-systemer transmitteres til en central computer, der registrerer engagementssituationerne. Computeren kan endvidere ”supplere” kampen med simulerede angreb fra krumbanevåben som artilleri og morterer samt virkningen fra minefelter og ABC-våben. Den centrale ”overvågning” af kampforløbet giver endvidere mulighed for en detaljeret evaluering og tilbagemelding til de deltagende enheder.
Træning af førere og stabe ved computersimulation gennemføres allerede i de fleste NATO- og partnerlande. Danmark undtaget. Træningssystemerne kaldes som regel ”Computer Assisted Exercise” (CAX) eller Stabsøvelsessimulation (STØVSIM) på dansk. Træningen foregår således, at føreren med sin stab (de primære øvelsestagere) placeres i omgivelser, der har lighed med de forhold, der eksisterer i den virkelige situation fx under feltmæssige forhold. Føreren formidler sine planer og ordre via normalt anvendte kommunikationsmidler til sine underordnede chefer, der fungerer som grænseflade (indspillere) mellem føreren og computer- simulationen. Simulationen beregner konsekvenserne af førerens dispositioner og fungerer derved som kampdommer. Modpartens enheder (OPFOR) styres på analog måde ved hjælp af indspillere. Der er her normalt ikke behov for en tilsvarende fører- og stabsfunktion. Det væsentlige i denne form for øvelse, er at simulationen er skjult for den primære øvelsestager, der således kun må betjene sig af det ”værktøj”, der er tilgængeligt i en virkelig situation. Såfremt føreren har et automatiseret føringssystem til rådighed, som fx DACCIS, skal sådant et system kunne anvendes under CAX-øvelsen. Der opstår i denne forbindelse behov for at koble føringssystemet sammen med simulationen, hvilket udgør et problem, der optager NATO en del for tiden.CAX-øvelser foregår ofte som distribuerede øvelser, der betyder at øvelsestagere og indspilere befinder sig på forskellige geografiske lokaliteter, faktisk spredt over hele verden. Computersystemerne er da koblet sammen ved hjælp af fx satellitforbindelser.
Mange nyere teknologier vil blive introduceret i fremtidens CAX-systemer. Først og fremmest Computer Generated Forces (CGF) og det beslægtede Intelligente Agenter. Ideen her er i princippet at forsyne den enkelte soldat eller enhed i simulationen med en form for intelligens, der sætte soldaten eller enheden til at operere autonomt. Herved undgår indspilleren at skulle detailstyre enheden, og en masse input kan spares. Antallet af indspillere til en given CAX-øvelse kan herved rTeadleugceenreesr.ering og talegenkendelse vil kunne revolutionere og  effektivisere  hele input output funktionen. At give en ”ordre” til sin computer er hurtigere og mere sikkert end at skulle taste ordren ind.

Forsvarsplanlægning
Forsvarsplanlægning kræver modeller af en mere analytisk karakter fx til en række dimensioneringsopgaver fortrinsvis på det strategiske niveau. Det kan dreje sig om bestemmelse af den nødvendige styrkesammensætning i forbindelse med en mulig indsættelse i et givet mere eller mindre veldefineret scenario. Analyser af denne ka- rakter har været anvendt hyppigt i koldkrigstiden, hvor scenariet som regel var vel- defineret. I forbindelse med fredsstøttende operationer er billedet imidlertid langt mere kompliceret og modeller, der kan analysere sådanne forhold eksisterer ikke i dag.
Ressourceplanlægning som fx stockpile planning og planlægning af logistisk støtte foregår i et vist omfang i dag. For den logistiske støtte er modellerne dog ret primitive og vil være helt utilstrækkelige til planlægning inden for rammen af den nyere danske hærdoktrin med den fragmenterede kampplads.
 
Beslutningsstøttesystemer
Beslutningsstøttesystemer er principielt relevante i enhver af faserne i beslutnings- kredsløbet: informationsindhentning, planlægning, beslutning og udførelse. I forbin- delse med den nye hærdoktrin og dermed den fragmenterede kampplads må man forudse, at det situationsbillede, der er grundlaget for al planlægning og udførelse af givne operationer, må gøres ”sømløst” hvormed menes at al information i princippet er tilgængelig for alle deltagere i operationen såvel horisontalt som vertikalt. Man må forudse at informationsindhentningen centraliseres, hvorved der bliver behov for meget ”slagkraftige” modeller til registrering, filtrering, lagring, viderebefordring og brugervenlig præsentation af informationen. Geografiske informationssystemer og Virtual Reality systemer får afgørende betydning i disse processer. I planlægningsprocessen vil konsekvensberegningsmodeller, hvor egne muligheder konfronteres med fjendens sandsynlige dispositioner, kunne skabe grundlaget for ”den optimale beslutning”. Det kan fx gennemføres ved at simulere det forventede forløb af alle relevante kombinationer af egne og fjendens handlemuligheder.
Igen i forbindelse med den fragmenterede kampplads, må det forudses at den logistiske støtte må planlægges langt mere detaljeret. Støtten må fremover i højere grad være prædiktiv fremfor afventende, hvilket indebærer, at fx forsyningstjenesten må kunne forudsige det forventede fremtidige forbrug og planlægge levering af forsyningerne i overensstemmelse hermed.
 
Anskaffelser
M&S-teknologiens anvendelse i forbindelse med anskaffelser kan måske vise sig at være noget af det mere perspektivrige. Ideerne bag anvendelsen her går ud på at modellere alle faser af et stykke udstyrs livscyklus fra koncept til design, vurdering, prototypedemonstration, produktion, anvendelse og indtil udfasning. Specielt i koncept- og konstruktionsfasen giver virtual reality teknologien muligheder for at eksperimentere med systemet og dets funktioner uden de store omkostninger til udvikling af det virkelige system
En sådan ide har kun mening, såfremt enhver potentiel bruger af systemet har adgang til de modeller, der er relevante for brugerens øjeblikkelige behov. NATO planlægger derfor også at etablere et egentligt modelbibliotek, hvorfra interessenter kan ”låne” modellerne til eget brug. Der er dog ikke på nuværende tidspunkt fastsat under hvilke vilkår udlån kan finde sted.
 
Anvendelse i forskningen Forskningsanvendelsen sigter primært mod studier og analyser, men også udvikling af ny teknologi til M&S er formålet.
 
Kvalitetskontrol i M&S teknologien Med udbredelsen af M&S vil kravet til modellernes kvalitet øges. Der arbejdes inter- nationalt intenst med kvalitetskontrolprocedurer, der sikrer at modellerne lever op til bestemte kvalitetskrav. Man taler om Verification, Validation and Accreditation (VV&A). Verification er bedømmelsen af om modellen ”regner rigtigt”. Altså at der ikke er direkte fejl i modellen. Validation er tilsvarende en bedømmelse af i hvilken grad modellen repræsentere den virkelighed bruger har specificeret. Altså om modellen repræsenterer virkeligheden i den detaljeringsgrad brugeren ønsker. Accreditation er så det ”officielle stempel” på, at modellen kan accepteres til det formål, den er bestemt for.

PDF med originaludgaven af Militært Tidskrift hvor denne artikel er fra:

militaert_tidsskrift_130.aargang_nr.5_2001.pdf

 

Litteraturliste

Del:



Der er i øjeblikket ingen kommende arrangementer.

Næste arrangement er under udarbejdelse, og vil blive lagt op hurtigst muligt.