La seguridad con drones despega en Airbus, con el apoyo de Ansys SCADE

El mercado mundial de vehículos aéreos no tripulados (UAV) está creciendo rápidamente, con ventas de 26 200 millones de dólares en 2021, cifra que se prevé que crezca hasta 38 300 millones de dólares en 2027.1 En todo el mundo, los drones se utilizan en una variedad de aplicaciones que incluyen defensa, extinción de incendios, búsqueda y rescate, vigilancia, meteorología, cobertura de noticias y deportes, agricultura y la entrega de todo, desde suministros médicos críticos hasta correo. Los vehículos aéreos no tripulados pueden viajar a situaciones peligrosas o lugares remotos sin poner en riesgo vidas humanas.

Airbus, presentador en la reciente Ansys Digital Safety Conference (DSC), es un líder mundial en esta industria, conocido por la innovación de sus productos en aplicaciones de drones comerciales y de defensa. Recientemente, Airbus demostró con éxito cómo los aviones tripulados y no tripulados pueden trabajar juntos durante misiones de defensa, allanando el camino para el futuro sistema aéreo de combate de Europa. En el verano de 2022, el dron Zephyr de energía solar de la compañía batió récords mundiales cuando permaneció en el aire durante 64 días.

Si bien Airbus está claramente centrado en redefinir la industria a través de la innovación, la seguridad nunca puede verse comprometida al lanzar nuevos diseños de productos. El equipo global de desarrollo de productos de la empresa confía en el conjunto de soluciones Ansys SCADE para garantizar la seguridad del código de software integrado que subyace a muchos de sus sistemas UAV. Al utilizar el entorno de desarrollo basado en modelos de SCADE, Airbus puede hacer que su proceso de verificación y diseño de software sea lo más rápido y productivo posible y, al mismo tiempo, garantizar la confiabilidad en aplicaciones de misión crítica.

En su presentación en DSC, Cristina Rasilla Reymundo, ingeniera de sistemas de estaciones de control en Airbus Defence and Space, describió cómo Airbus está utilizando SCADE para desarrollar estaciones de control en tierra para vehículos aéreos no tripulados. Las estaciones de control terrestre son una combinación de hardware y software que funciona como una “cabina en tierra” para el UAV.

Con capacidades de monitoreo y comando, las estaciones terrestres pueden recopilar, enviar y recibir información de una aeronave en momentos críticos como el lanzamiento, al mismo tiempo que garantizan una operación segura durante vuelos sostenidos. ¿Qué importancia tienen estos componentes? Se prevé que el mercado mundial de estaciones de control terrestre alcance los 850,5 millones de dólares en 2027.

En su presentación de DSC, Rasilla describió los tres tipos de sistemas de control de UAV:

• Las estaciones de control terrestre portátiles, que podrían ser una computadora portátil o una tableta, permiten una implementación rápida y sencilla.
• Las estaciones móvilesde control terrestre proporcionan comunicación con línea de visión con el UAV durante el vuelo.
• Estaciones de control en tierra distribuidas, que constan de dos partes: un elemento móvil de lanzamiento y recuperación que se utiliza para la comunicación con línea de visión durante el despegue y el aterrizaje y una estación fija que se comunica con el UAV durante su vuelo.

Los esfuerzos de desarrollo de productos en Airbus se centran en estaciones de control terrestre tanto móviles como distribuidas. 

Las interfaces hombre-máquina (HMI), respaldadas por miles de líneas de código de software, son esenciales para garantizar que estos componentes funcionen de manera efectiva y sean fáciles de usar por los operadores. Airbus ha invertido significativamente en el desarrollo de una plataforma HMI común que sirva como base para todas sus soluciones de control en tierra. A partir de 2015, Airbus comenzó a utilizar SCADE para desarrollar el código de software subyacente para esta plataforma HMI.

“En proyectos de desarrollo anteriores, la HMI se desarrolló íntegramente con código escrito a mano. Sin embargo, en algún momento decidimos evolucionar nuestros procesos HMI y decidimos utilizar Ansys SCADE para la ingeniería de sistemas basada en modelos”, dice Rasilla. SCADE permite a Airbus generar código automáticamente y al mismo tiempo vincularse con requisitos críticos de la industria para garantizar el cumplimiento.

“Necesitábamos que la HMI y su código subyacente fueran certificables según una variedad de estándares comerciales y militares”, dice Rasilla. “Aplicamos el estándar ARINC 661, que define una arquitectura de software general para pantallas interactivas. Gobierna tanto el sistema de visualización de la cabina como la aplicación del usuario, incluidos su software y lógica fundamentales”.

¿Por qué Airbus confía en SCADE para esta tarea de seguridad de misión crítica? “En primer lugar, el conjunto de soluciones SCADE se ha utilizado en Airbus durante mucho tiempo para programas comerciales y militares, con muy buenos resultados. Es una solución probada”, afirma Rasilla. “En segundo lugar, SCADE garantiza el cumplimiento de ARINC 661 y otros estándares porque esos requisitos están integrados en la solución. En tercer lugar, SCADE está diseñado para la interoperabilidad con las otras herramientas que utilizamos, de modo que obtengamos el máximo uso y reutilización de nuestros datos a medida que pasamos de un programa a otro.

“Finalmente, SCADE fue diseñado específicamente para abordar el desarrollo de software para sistemas críticos por parte de expertos que entienden el proceso”, enfatiza Rasilla. “Es una herramienta personalizada, por lo que no estamos obligados a utilizar procesos manuales y software de consumo para realizar una tarea muy especializada e importante en nuestros esfuerzos de desarrollo de productos”.

En Airbus, las herramientas SCADE ayudarán a reducir significativamente el tiempo y los costos de certificación de seguridad al simplificar el diseño de aplicaciones de control críticas y automatizar la verificación, la generación de códigos calificables/certificados y la generación de documentación. Las soluciones SCADE se integran perfectamente en el flujo de desarrollo de productos en Airbus, gracias a sus estándares de interoperabilidad y capacidades de personalización basadas en Python.

SCADE también facilita que Airbus reutilice sus modelos y datos anteriores, en lugar de comenzar desde cero cada vez que se modifica o actualiza la arquitectura del software. A medida que se realizan cambios en un área del modelo creado por SCADE, se reflejan automáticamente en toda la arquitectura. Esto no sólo ahorra tiempo, sino que también permite a los ingenieros innovar con mayor libertad.

Mientras Airbus continúa liderando el mercado global de vehículos aéreos no tripulados a través de sus innovadoras innovaciones de productos, la compañía no puede verse limitada por la escritura de códigos a mano y la gestión del cumplimiento normativo mediante el uso de software de consumo. La familia de soluciones SCADE está diseñada específicamente para garantizar el cumplimiento de manera eficiente y automática mientras impulsa la innovación a través de un enfoque lógico basado en modelos.

“Desde el monitoreo y control del UAV hasta la gestión de la HMI y las pantallas, nuestro objetivo es garantizar que nuestra plataforma de productos esté verificada para un rendimiento seguro y confiable en condiciones operativas reales”, dice Rasilla. “Esto da a Airbus, así como a nuestros clientes, un alto nivel de confianza”.