Metodologias de desenvolvimento de federações

Os sistemas de simulações distribuídas normalmente utilizam um protocolo de comunicação para interoperabilidade com simulações e aplicações distribuídas. Para criá-las, são necessários, principalmente: (I) especificar as informações destas trocas de dados e serviços; e (II) integrar e testar a interoperabilidade entre as simulações. Para isto, metodologias distintas foram criadas com o objetivo de interoperar simulações usando protocolos específicos e outras para padronizar e interoperar estes diferentes protocolos.

O processo FEDEP (Federation Development and Execution Process), criado pelo departamento de defesa americano (Department of Defense - DoD), é composto de práticas recomendadas para desenvolver e executar federações HLA (IEEE, 2003). Este processo é composto de sete fases: (1) Definir objetivos da federação: definir um conjunto de objetivos e o que deve ser realizado para atingi-los; (2) Analisar: projetar representação conceitual o do domínio do mundo real baseada nas características do espaço do problema; (3) Projetar: elaborar um plano de desenvolvimento e implementação da federação contendo reuso, modificação e/ou criação de federados; (4) Desenvolver: criar modelo de objeto da federação (Federation Object Model - FOM), acordos dos federados, e os federados (novos e/ou alterações); (5) Planejar, integrar e testar: integração da federação e garantia da interoperabilidade entre federados; (6) Executar: execução da federação e preparação das saídas; (7) Analisar dados e avaliar resultados: incluindo o fornecimento de relatórios para os usuários e comandante. No entanto, não apresenta processos de design de interface e interação, nem especifica como um treinamento deve ser desenvolvido ou avaliado.

O processo SEDEP (Synthetic Environments Development & Exploitation Process) é um ciclo de vida baseado no FEDEP criado pela iniciativa europeia Euclid RTP 11.13 (Ford, 2004). No entanto, diferentemente do FEDEP, ele possibilita a interoperabilidade com diferentes protocolos, tais como, DIS e TENA. Ele é composto de oito fases: (1) Analisar as necessidades do usuário (visão de alto nível); (2) Definir os requisitos dos: usuários da federação (visão operacional); (3) Definir os requisitos do sistema da federação (visão técnica); (4) Projetar federação e seus componentes; (5) Implementar federação e seus componentes; (6) Integrar e testar a federação; (7) Operar federação; e (8) Avaliar resultados. Entretanto, não há uma padronização da nomenclatura. Além disto, não são oferecidos apoios para a modelagem dos requisitos de jogos, e nem de treinamento e avaliação.

Simulation Systems) especifica um processo de desenvolvimento e execução baseado no

FEDEP para criar federações HLA (Masakazu, 2005). Este processo MARS é usado para criar simulações em grande escala, tais como sistemas de prevenção de desastres nacional ou sistemas de defesa (2005). O propósito do MARS é oferecer aos usuários um ambiente para experimentos virtuais e ferramentas de apoio à simulação, que mostra os eventos que causaram seu resultado, como por exemplo, em uma colisão de veículos na qual é investigada como ela aconteceu. Este processo é composto de cinco fases: (1) Efetuar análise conceitual: projeto da visão geral do cenário, definição dos critérios de avaliação e derivação dos modelos conceituais; (2) Desenvolver federação: implementação da federação, FOM e instâncias do cenário baseando-se no modelo conceitual; (3) Executar: realização da simulação e preparação das saídas; (4) Analisar dados e estimar resultados: análise e avaliação dos resultados utilizando ferramentas do MARS; e (5) Validar e aceitar. A desvantagem do MARS é que não há suporte para execução de simulação em ambiente virtual 3D, nem a possibilidade de treinamento e avaliação do aprendiz.

O processo DSEEP (Distributed Simulation Engineering and Execution Process) é composto por práticas recomendadas para desenvolver e executar simulações heterogêneas, i.e., com diferentes arquiteturas de simulação distribuídas, tais como, HLA, DIS e TENA (IEEE, 2010). Ele é uma revisão do FEDEP, realizado pela organização SISO (Simulation

Interoperability Standards Organization), que cria uma terminologia padronizada com seus

mapeamentos e sobreposições normativas para HLA, DIS e TENA. É composto de seis fases (1) Analisar: análise conceitual; (2) Projetar: planejamento do ambiente de simulação e suas aplicações membros; (3) Desenvolver: criação do modelo de troca de dados e estabelecimento dos acordos do ambiente de simulação; (4) Integrar e testar: integração e teste do ambiente de simulação; (5) Executar: execução da simulação; e (6) Analisar dados e avaliar resultados: análise de dados e avaliação dos resultados para fornecer feedback. Conforme as outras metodologias, ele não abrange jogo, treinamento ou avaliação, nem aborda modelagem física ou comportamental.

As metodologias de desenvolvimento de simulações distribuídas vêm evoluindo na integração e padronização de diferentes protocolos de comunicação. Entretanto, elas são especificas para desenvolver o modelo distribuído de execução, não abrangendo nem o desenvolvimento do modelo lógico, nem a inclusão de elementos de jogos, treinamentos e avaliações do desempenho humano, conforme apresentado no Quadro 3.4.

Quadro 3.4 – Comparação das metodologia de desenvolvimento de federações.

Proposta FEDEP SEDEP MARS DSEEP

Autor IEEE, 2003 Ford, 2004 Masakazu, 2005 IEEE, 2010

Aplicação Simulações distribuídas Ambientes sintéticos distribuídos Simulações em grande escala (prevenção de desastres nacional ou defesa) Simulações heterogêneas distribuídas Jogo NA NA NA NA Simulação Distribuída HLA

HLA, pode ser adaptado para

DIS

HLA HLA, DIS, TENA

Lógica NA NA NA NA Física NE NE 2D NE V&V Durante a fase de Integração e Testes* Durante a fase de Integração e Testes

Uma fase (final) de validação e aceitação Durante a fase de Integração e Testes Aprendizado e conteúdo NA NA NA NA Treinamento de competências NA NA NA NA Avaliação Desempenho do Aprendiz NA NA NA NA Federação Fase de análise e avaliação dos resultados Durante fase de avaliação de desempenho Fase de análise e avaliação dos resultados Fase de análise e avaliação dos resultados

Limitações Apenas HLA

Não há uma padronização da nomenclatura Apenas HLA e não oferece ambiente 3D É um framework em alto nível sem muito detalhes sobre os processos

Limitações comuns

• Não abordam design do jogo e modelagem lógica, bem como a maioria não específica a modelagem física. A atividade de V&V ocorre apenas em uma fase e não ao longo do processo (exceto quando utilizado o documento de práticas recomendadas de V&V (IEEE, 2007) durante o processo FEDEP).

• Não abordam os planejamentos do aprendizado e seu conteúdo, do programa de treinamento e das competências treinadas, e a avaliação do desempenho do aprendiz.

* Há um processo de VV&A (IEEE, 2007) que sobrepõe o processo FEDEP com atividades de VV&A durante todo o ciclo de vida.

Legenda: NA: Não Abordado NE: Não Especificado