Navantia amarra el control integrado

En colaboración con Arisnova Ingeniería de Sistemas, Navantia ha desarrollado el sistema Complex (Control and Monitoring of Platforms Extensible) para la implementación integrada de funciones estándar IPMS (Integrated Platform Management Systems) con otras más avanzadas aplicadas al control integrado de los buques. Caché de Intersystems es el corazón de esta ‘caja negra’ náutica.

Publicado el 25 Jun 2010

43838_10

Constituida en el año 2005 a partir de la división del grupo empresarial Izar en dos entidades, la sociedad pública española Navantia constituye un referente internacional en el diseño y construcción de buques militares, con una amplia oferta que incluye desde submarinos y portaaviones, hasta buques anfibios, cazaminas y destructores. Con un plantilla de más de 5.000 empleados repartidos en sus centros de trabajo en Cádiz, Puerto Real, San Fernando, Cartagena, Ferrol, Fene (Coruña) y Madrid, Navantia es heredera de una experiencia de más de 250 años en la construcción, mantenimiento y transformación de los buques de la Armada española. Pero, más allá de estar especializada en la construcción naval trabajando actualmente en programas navales para seis marinas distintas, la empresa que preside Aurelio Martínez cuenta con otras tres líneas de actividad: la fabricación de motores diésel, actividad localizada en su fábrica de Cartagena; la reparación y transformación de buques, tanto civiles como militares, que lleva a cabo en distintas unidades ubicadas estratégicamente en la península Ibérica; y el desarrollo de sistemas de control y combate, comunicaciones, direcciones de tiro y sistemas de armas, que realiza en su centro de San Fernando (Cádiz) y en Cartagena, donde se encuentra la planta de sistemas de control de plataforma.   Dependiente de San Fernando (Cádiz) desde el punto de vista organizacional, es en Cartagena donde Navantia lleva a cabo el grueso del trabajo relacionado con el desarrollo de sistemas de control, una pieza fundamental a la hora de mantener su competitividad en el mercado de la construcción naval. No en vano y como indica el jefe del departamento de Sistemas de Control de Plataforma de Navantia Faba, Francisco Paños, “los sistemas de control de plataforma constituyen el cerebro de los buques”.   Se trata de sistemas integrados que recogen y ponen a disposición de los operadores la información de todos los sistemas de control repartidos por el barco, centralizando al mismo tiempo su gestión. Es una labor complicada teniendo en cuenta que “en un barco de guerra puede haber hasta 400 sistemas de control” y, además, el reto ha ganado en complejidad ya que “en los últimos 30 años las dotaciones de personal de los buques son menores y, sin embargo, la complejidad de los sistemas a controlar es cada vez mayor”.   Para dar respuesta a los requerimientos en este campo, desde 1989 Navantia cuenta con un departamento especializado que ha ido evolucionado conforme lo ha hecho la tecnología con el objetivo de “presentar al operador la información de la forma más consistente posible”.
Es en este escenario donde Navantia ha desarrollado Complex, un sistema que permite el despliegue de Sistemas Avanzados de Gestión de Buques integrando las funciones estándar de IPMS (Ship Control & Supervision) con otras funcionalidades como el Control de la Navegación, Generación y Distribución de electricidad, Potabilización del Agua, Gestión de Residuos, Control y Gestión de Daños, Mantenimiento, BITE, Control y Supervisión Remota, Envío Automático de Datos a tierra, Adiestramiento a Bordo o Gestión de la Dotación, entre otros.   Desde ese punto de vista, Complex supone un salto de gigante con respecto a la primera generación de sistemas de control, basados en la tecnología Scada, procedente del mundo industrial. Y es que Complex ha eliminado las dificultades propias de los sistemas aplicados en el pasado que, además de ser poco flexibles, utilizaban un modelo de datos simple y no tenían cabida para la monitorización y gestión de los nuevos elementos de los buques de última generación (sensores, equipamiento, workflow e información crítica sobre la operativa de los buques). “Anteriormente”, indica Paños, “se utilizaban Scadas comerciales suministrados por los fabricantes de autómatas como Mimic de Omron o Fix D Macs de Siemens-Intellution, aunque la mayor parte de los sistemas se realizaron haciendo uso de FactoryLink de Schneider-USData”.   Fue coincidiendo con el desarrollo de las Fragatas F100, que implicaban el manejo de unas 10.000 señales, cuando la necesidad de un avance se convirtió en imperativo. “Para gestionar este elevado número de señales con los requisitos de tiempo real impuestos por la Armada”, indica Paños, “fue necesario modificar algunas tareas de comunicaciones ya que no se cumplían los requisitos necesarios”.   Pero este no era único factor de impulso. Tal y como argumenta Paños, “dada la reducción de personal de la Armada, existía la necesidad de crear una herramienta informática de altas prestaciones para cubrir las necesidades relacionadas con la gestión de la seguridad interior”. Y es que, como apostilla el técnico, “muchas funciones que antes se realizaban manualmente, como la figura del mensajero que detectaba incidencias como incendios, inundaciones, roturas… e iba corriendo a la Central de Seguridad Interior, donde se representaban mediante un lápiz graso sobre un conjunto de planeros del buque, se querían informatizar aprovechando la infraestructura de red y ordenadores del Sistema Integrado de Control de Plataforma (SICP)”.   Estos requisitos exigían la incorporación al software del SICP de cantidades masivas de información relacionadas con la estructura física del barco y todos los circuitos y equipos instalados en su interior, así como capacidad gráfica en 3D. “Evidentemente”, asevera Paños, “no existía en el mundo ningún Scada preparado para esto y por ese motivo Navantia decidió desarrollar Complex”.   Bautizado con el acrónimo de ‘Control y Monitorización de la Plataforma Extensible’, Complex se encarga de almacenar todo lo que acontece en el buque y en los puestos de operación funcionando a modo de una ‘caja negra’ que permite analizar todo lo sucedido en cada momento.   El desarrollo de Complex, que Navantia ha llevado a cabo en colaboración con la empresa Arisnova Ingeniería de Sistemas, se abordó en dos fases coincidentes con el desarrollo de aplicaciones para buques concretos. “La primera versión de Complex”, recuerda Paños, “se desarrolló entre los años 2002 a 2005 y se utilizó para implementar el sistema de control de las fragatas noruegas F310”. Para ese desarrollo se necesitaron 20.000 horas y una inversión del orden de 1,5 millones de euros. La segunda fase se desarrolló entre 2006 y 2008 con un esfuerzo de alrededor de 10.000 horas y una inversión de en torno a 1 millón de euros.   Desde ese punto de vista, el sistema Complex ha pasado por diferentes fases desde que viera la luz. “Inicialmente la codificación de Complex se realizó en lenguaje Delphi dada la experiencia y conocimiento previo del mismo, pero al poco tiempo se alcanzaron ciertas limitaciones que nos hicieron optar por el lenguaje C++”. Lo que no ha cambiado, sin embargo, en las dos versiones del sistema Complex es su BBDD. “Uno de los requisitos que se impuso a la nueva herramienta”, señala Paños, “era la capacidad de registro de información para luego poder analizar lo que había ocurrido en el barco, de modo que necesitábamos una BBDD con un motor suficientemente potente para superar las limitaciones que nos habíamos encontrado con las herramientas que veníamos utilizando anteriormente”.

Caché, anillo al dedo
Teniendo en cuenta, por tanto, que el corazón del sistema era una BBDD potente y considerando las necesidades y el tipo de información a tratar, Navantia entendió que era más adecuada una BBDD orientada a objetos que una BBDD relacional. “El paradigma de la orientación a objetos nos encajaba como anillo al dedo”.   Así, pues, Navantia evaluó diferentes alternativas de BBDD. “Básicamente analizados las BBDD Objectivity, ObjectStore de Sun y Versant, así como BBDD relacionales como Microsoft SQL Server, Interbase y Oracle, pero no se adaptaban a nuestras necesidades”. Finalmente, Navantia llegó al conocimiento de la BBDD Caché de Intersystems, que entonces se encontraba en su versión 5 y “se adaptó muy bien a nuestras necesidades”.   Entre los factores que determinaron la elección de Caché se cuenta su carácter multiplataforma y sus niveles de rendimiento. “Uno de los requisitos básicos que nos impusimos desde el principio era que Complex fuese multiplataforma, es decir, compatible con Windows y Linux”, apunta Paños, para añadir que “si bien en las primeras versiones estábamos trabajando con Windows, ahora mismo puede correr tanto en Windows como en Linux, el cliente decide y en un plazo de horas podemos cambiar de un SO a otro”.   Por otro lado, en las pruebas de rendimiento que se llevaron a cabo ejecutando consultas con ingentes cantidades de datos, igualmente “Caché demostró su poderío”. Sin embargo y si bien estos dos aspectos se tuvieron muy en cuenta, también se consideraron otros puntos. “Se valoraron mucho las capacidades del lenguaje ObjectScript incorporado dentro de la propia BBDD y al cual le estamos sacando actualmente mucho provecho ya que todo lo que se programa dentro de la propia BBDD ofrece la ventaja de que es automáticamente compatible con los dos sistemas operativos”.   Entrando al detalle, Complex tiene tres pilares básicos. La capa más baja de software o middleware está basada en ICE (Internet Communications Engine) y ofrece los servicios básicos de comunicaciones y gestión de procesos. En segundo lugar, encontramos la BBDD Caché de Intersystems, que se encarga de controlar la información estática y dinámica, la información activa y la información histórica. Y, tercero, tenemos la interfaz gráfica, que se sustenta sobre el motor gráfico OSG (Open Scene Graph) y Qt de TrollTech (Nokia).   En cuanto a la función de almacenamiento de información de la BBDD Caché, cabe indicar que mientras que la información estática se refiere a datos que no cambian en el tiempo -estructura del buque, equipos, relaciones entre ellos, etc.-, la información dinámica, si bien está ligada a la estática, es modificable, eso sí sólo por parte de los usuarios autorizados. Por otro lado, el acceso a la información de Caché desde las tareas que constituyen Complex se efectúa siempre que es posible con el método ‘call-in’ y actualmente, adelanta Paños, “la información de tiempo real se gestiona dentro del middleware mediante una BBDD residente en memoria (RTDB), pero ya estamos trabajando en la integración de dicha BBDD dentro de la propia Caché”.

Complex 2.0
Como se ha mencionado, el sistema Complex nació para dar soporte al desarrollo del programa de cinco fragatas F-310 para la Armada noruega, cuya entrega se inició en abril de 2006 y se extendió hasta septiembre del pasado año. No obstante, a día de hoy, ya hay otros nueve programas navales desarrollándose sobre la plataforma Complex, de la que Navantia ha creado una nueva versión más evolucionada.   La principal innovación de la actual versión de Complex, que resultó merecedora del galardón InterSystems Innovator Award entregado en la conferencia mundial DEVCON 2010 de InterSystems celebrada en Orlando (Florida), radica en su carácter multiplataforma, que permite utilizar Linux o Windows como sistema operativo, siendo el desarrollo de las aplicaciones independiente del sistema operativo a utilizar.   Por otro lado y desde una perspectiva funcional, se han integrado funciones adicionales como, por ejemplo, la gestión de la seguridad interior y la gestión de alarmas con la posibilidad de realizar visitas virtuales por el banco comprobando el buen estado de todos los sistemas de control. En esa línea y como avanza Paños, “estamos incorporando también un sistema de localización del personal en tiempo real haciendo uso de tarjetas RFID que permiten tener localizados en todo momento a los miembros de la tripulación”.   Destaca la mejora en la vista 3D gracias al empleo de Unigine como motor gráfico y cabe llamar asimismo la atención sobre aspectos aparentemente de poca importancia pero realmente sustantivos como los colores de la interfaz gráfica. “Además de simplificar la simbología para hacerla más intuitiva, también se han elegido para identificar los controles, con la excepción de las alarmas, nuevos colores -azules y grises- que resultan menos agresivos para una persona que tiene que estar de guardia seis o siete horas”.   Estos avances han sido en buena medida posibles gracias al trabajo de Navantia con la nueva versión 2009 de Caché. “Con Caché 2009 hemos consolidado la lecciones aprendidas con la primera versión y hemos resuelto problemas y limitaciones”, concluye.
En base a una filosofía de mejora continua, Navantia sigue evolucionando Complex. El jefe del departamento de Sistemas de Control de Plataforma de Navantia Faba, Francisco Paños, adelanta que “se están integrando nuevas funcionalidades en Complex como son sistemas de mantenimiento predictivo -análisis de vibraciones, diagramas PV de motores diesel…-, sistemas de localización del personal en tiempo real,grabación de las imágenes de vídeo procedentes del CCTV o envío de SMSs, entre otros”. Y, por otro lado, actualmente Navantia también trabaja en el desarrollo de un sistema que Paños califica como “la media naranja” de Complex. Se trata del sistema Simplex, acrónimo de ‘Simulación de la Plataforma Extensible’ que, en combinación con Complex, permitirá el desarrollo y despliegue de potentes simuladores orientados al adiestramiento, tanto a bordo como en instalaciones en tierra.

¿Qué te ha parecido este artículo?

La tua opinione è importante per noi!

S
Lola Sánchez

Artículos relacionados

Artículo 1 de 4