T06-F02 · Sistema de Orquestación de Cargas Vetrónicas Basado en Virtualización
Código original: P-02
Condiciones: Confirmación técnica de que el hardware objetivo soporta virtualización y existencia de APIs para telemetría térmica/eléctrica.
1. Identificación de la propuesta
- Código
P-02
- Nombre de la propuesta
Sistema de Orquestación de Cargas Vetrónicas Basado en Virtualización
- Origen
Documento de organismo público o usuario institucional
- Línea estratégica
Arquitecturas Edge-to-Cloud y procesamiento distribuido
- Dominio
Terrestre
- Tipo de uso
Defensa
- Fecha de análisis
22/05/2024
- Responsable de la ficha
Pipeline automático - pendiente de asignación
- Estado
En análisis
2. Problema concreto
- Descripción
La modernización de vehículos terrestres se ve bloqueada por la imposibilidad técnica de integrar hardware de procesamiento avanzado debido a que los nuevos componentes exceden los límites físicos, energéticos y térmicos de las plataformas existentes. Esto crea una brecha donde el software moderno no puede desplegarse porque el hardware necesario no cabe en el vehículo o sobrecalienta el sistema.
- Consecuencia principal
Inviabilidad técnica del despliegue de nuevas capacidades operativas (IA, sensores avanzados) a pesar de existir la tecnología de software
- Usuario afectado
Integrador
- Criticidad
Alta
- Frecuencia estimada
Recurrente
- Entorno de aparición
Desplegado
3. Ejemplo operativo y evidencia
4. Solución propuesta
- Descripción de la solución
Implementar una arquitectura de Cómputo Definido por Software (SDC - Software Defined Computing) mediante una capa de virtualización que consolide múltiples funciones en hardware compartido y gestione las cargas dinámicamente según el estado térmico.
- Datos de entrada
Métricas de temperatura de CPU/GPU en tiempo real, consumo energético por módulo y disponibilidad de recursos computacionales desde la red de sensores del vehículo.
- Procesamiento principal
Orquestación dinámica de contenedores ligeros que migra aplicaciones entre nodos o aplica throttling (reducción deliberada de la velocidad del procesador para bajar la temperatura) basándose en prioridades de misión y perfiles térmicos.
- Resultado / salida
Distribución optimizada de cargas de trabajo que evita el fallo térmico y maximiza el uso del hardware existente sin añadir peso físico.
- Sistema, arquitectura e integración
Se integraría como una capa de middleware sobre el hardware vetrónico, conectada al Sistema de Gestión Eléctrica y la red de sensores térmicos.
- Funcionamiento resumido
1. Entrada: Recogida de telemetría térmica y eléctrica. 2. Procesamiento: Balanceo de carga y migración de contenedores mediante orquestador. 3. Resultado: Ejecución estable de funciones críticas sin sobrecalentamiento. 4. Integración: Despliegue en el bus de datos vetrónico central.
- Componentes funcionales
- Hipervisor de tiempo real
- Orquestador de contenedores Edge (estilo Kubernetes optimizado)
- Módulo de monitorización térmica y energética
- Middleware de abstracción de hardware
5. Aportaciones concretas de SIXTEMA
6. Capacidades reales que respaldan la propuesta
- Capacidad real
Arquitecturas Escalables Cloud-Native
- Proyecto / experiencia
Habilitadores de Nube Táctica
- Qué demuestra
Capacidad para desplegar servicios operativos en entornos distribuidos y gestionar el procesamiento en tiempo real, base necesaria para la orquestación de contenedores propuesta.
- Nivel evidencia
Alta
7. Capacidades futuras o en evolución
- Capacidad futura
Arquitecturas Edge-Cloud Federadas en entornos denegados
- Proyecto / iniciativa
Nube Táctica / I+D interna
- Estado
En curso
- Resultado esperado
Proporcionar resiliencia ante comunicaciones degradadas o jamming (interferencias), reduciendo la brecha de dependencia en el escenario de Offloading (sol_002).
- Capacidad futura
Fusión Avanzada de Datos Multifuente
- Proyecto / iniciativa
I+D en sensores avanzados
- Estado
En curso
- Resultado esperado
Integración de telemetría térmica y sensores de vehículos terrestres, necesaria para alimentar el orquestador dinámico de cargas.
8. Tecnología involucrada
- Capa / función
Capa de Virtualización
- Tecnología / patrón
Hipervisores de tiempo real y contenedores ligeros (Edge Kubernetes)
- Situación en SIXTEMA
Disponible parcialmente
- Responsable / socio
Equipo interno
- Capa / función
Orquestación de Recursos
- Tecnología / patrón
Algoritmos de balanceo de carga basados en telemetría térmica y SWaP (Tamaño, Peso y Potencia)
- Situación en SIXTEMA
Por incorporar
- Responsable / socio
Equipo interno
- Capa / función
Conectividad Resiliente
- Tecnología / patrón
Protocolos de transporte para entornos DDIL (comunicaciones denegadas, degradadas, intermitentes o limitadas)
- Situación en SIXTEMA
Disponible parcialmente
- Responsable / socio
Equipo interno
- Capa / función
Abstracción de Hardware
- Tecnología / patrón
Middleware de abstracción (SDC - Software Defined Computing)
- Situación en SIXTEMA
Pendiente de validar
- Responsable / socio
Socio integrador / Equipo interno
9. Encaje con programas y marcos europeos
- Programa europeo
EDF
- Convocatoria / topic
Pendiente de búsqueda
- Marco / estándar prioritario
Superioridad de la información y Nube Táctica
- Valoración del encaje
Alto
- Justificación
La propuesta se alinea con las prioridades del EDF en cuanto a la digitalización de fuerzas y el despliegue de capacidades de computación resiliente en el borde.
- Fuente de referencia
financiacion.md (Propuesta)
10. Diferenciación aportada
- Diferenciador
Sinergia Cloud-Native / Edge Táctico
- Por qué es relevante
Permite trasladar la lógica de orquestación de nubes distribuidas al interior del vehículo, optimizando el hardware sin añadir masa física.
- Evidencia
Capacidades actuales en Arquitecturas Escalables Cloud-Native
- Diferenciador
Enfoque en resiliencia DDIL
- Por qué es relevante
Aporta una capa de seguridad operativa al sistema de Offloading, asegurando que el vehículo no quede inoperativo ante la pérdida del enlace externo.
- Evidencia
Desarrollo de Arquitecturas Edge-Cloud Federadas en entornos denegados
11. Actores objetivo y vías de entrada
- Actor identificado
Airbus Defence and Space
- Necesidad / interés
Optimización de la arquitectura vetrónica en sus plataformas terrestres para integrar más C4ISR (Mando, Control, Comunicaciones, Computación, Inteligencia, Vigilancia y Reconocimiento) sin exceder el SWaP.
- Vía de entrada
Consorcio
- Relación actual
Existente
- Actor identificado
Indra
- Necesidad / interés
Modernización de sistemas vetrónicos y reducción de redundancias físicas en contratos con el Ministerio de Defensa.
- Vía de entrada
Tier 2
- Relación actual
Sin relación
- Actor identificado
TARDEC (EE. UU.)
- Necesidad / interés
Definición de arquitecturas de referencia (VRS) que resuelvan el cuello de botella térmico y energético.
- Vía de entrada
Convocatoria
- Relación actual
Sin relación
12. Brechas y dependencias
- Brecha / dependencia
Falta de métricas cuantitativas sobre límites de SWaP (Tamaño, Peso y Potencia) y umbrales térmicos específicos
- Impacto
Impide el dimensionamiento preciso del software y la definición de los algoritmos de balanceo de carga
- Cómo cubrirla
Acceso a manuales técnicos de plataforma o colaboración con un integrador de hardware (Prime)
- Responsable potencial
Socio integrador / Cliente institucional
- Brecha / dependencia
Compatibilidad del hardware embarcado con instrucciones de virtualización
- Impacto
Si el hardware no soporta virtualización a nivel de CPU, la solución primaria (SDC) es técnicamente inviable
- Cómo cubrirla
Auditoría técnica de las CPUs/GPUs instaladas en los vehículos objetivo
- Responsable potencial
Equipo técnico interno / Socio tecnológico
- Brecha / dependencia
Accesibilidad de la telemetría térmica y eléctrica vía API o bus de datos
- Impacto
El orquestador depende de datos en tiempo real para evitar el fallo térmico; sin ellos, no puede tomar decisiones
- Cómo cubrirla
Desarrollo de drivers específicos o integración con el Sistema de Gestión Eléctrica del vehículo
- Responsable potencial
Equipo de desarrollo software / Integrador vetrónico
- Brecha / dependencia
Experiencia en hipervisores de tiempo real para hardware vetrónico (baja latencia)
- Impacto
Riesgo de introducir latencias inaceptables en funciones críticas de seguridad
- Cómo cubrirla
Inversión en I+D especializada o incorporación de un socio experto en sistemas operativos de tiempo real (RTOS)
- Responsable potencial
Equipo interno / Socio especializado
13. Valoración final por criterios
| Criterio | Valoración | Justificación |
|---|---|---|
| Relevancia del problema | Alta | Es un cuello de botella estructural que impide la modernización tecnológica de flotas terrestres. |
| Calidad de la evidencia | Media | Sólida cualitativamente (ev_0005, ev_0006), pero carece de datos numéricos precisos. |
| Encaje con SIXTEMA | Alta | Alineado con la estrategia de Nube Táctica y arquitecturas Edge-Cloud federadas. |
| Capacidades reales disponibles | Media | Se dispone de frameworks Cloud-Native, pero falta especialización en hipervisores de tiempo real. |
| Diferenciación | Alta | Permite a SIXTEMA descender al nivel de infraestructura vetrónica, aportando valor frente a integradores físicos. |
| Encaje europeo | Alta | Alineado con prioridades del EDF en superioridad de la información y nube táctica. |
| Actor o vía de entrada identificada | Media | Identificados actores como TARDEC y Primes (Airbus, Indra), pero sin relación formal establecida. |
| Potencial dual | Alta | Aplicable a cualquier vehículo autónomo o industrial con restricciones térmicas/energéticas severas. |
| Madurez preliminar | Baja | Se encuentra en fase de concepto/prototipo (TRL 3-4). |
| Cobertura brecha tecnológica | Alta | Ataca la limitación física mediante optimización lógica (SDC), evitando añadir peso/volumen. |
| Autonomía respecto a socios | Baja | Dependencia total de un socio que proporcione el hardware y la telemetría del vehículo. |
| Viabilidad preliminar | Media | Técnicamente plausible, pero condicionada a validaciones de hardware y latencia. |
14. Decisión y conclusión final
- Resultado
Avanzar con condiciones
- Condiciones para avanzar
Confirmación técnica de que el hardware objetivo soporta virtualización y existencia de APIs para telemetría térmica/eléctrica.
- Validaciones pendientes
Validar latencia introducida por la capa de virtualización en funciones críticas y contrastar disponibilidad de datos cuantitativos de SWaP.
- Próximo hito
Desarrollo de un prototipo en entorno simulado para validar el orquestador de cargas basado en perfiles térmicos.
- Síntesis
Solución crítica para superar el cuello de botella físico (SWaP) en vehículos terrestres mediante Cómputo Definido por Software. Encaja perfectamente con la estrategia de Nube Táctica de SIXTEMA y tiene alto potencial en convocatorias EDF. La viabilidad depende estrictamente de la compatibilidad del hardware embarcado.
15. Fuentes y trazabilidad
Sin referencias registradas.Evidencias del clúster: ev_0005, ev_0006