FOI är en huvudsakligen uppdragsfinansierad myndighet under Försvarsdepartementet. Kärnverksamheten är forskning, metod- och teknikutveckling till nytta för försvar och säkerhet. Organisationen har cirka 1000 anställda varav ungefär 800 är forskare. Detta gör organisationen till Sveriges största forskningsinstitut. FOI ger kunderna tillgång till ledande expertis inom ett stort antal tillämpningsområden såsom säkerhetspolitiska studier och analyser inom försvar och säkerhet, bedömning av olika typer av hot, system för ledning och hantering av kriser, skydd mot och hantering av farliga ämnen, IT-säkerhet och nya sensorers möjligheter. Årsrapport 2011 för FoTområdet Modellering och Simulering 11 FARSHAD MORADI FOI Totalförsvarets forskningsinstitut Tel: 08-55 50 30 00 www.foi.se 164 90 Stockholm Fax: 08-55 50 31 00 FOI-R-3335-SE Mars 2012 ISSN 1650-1942
Farshad Moradi Årsrapport 2011 för FoTområdet Modellering och Simulering
Titel Title Årsrapport 2011 för FoT-området Modellering och simulering Annual Report 2011 on FOI s Research on Modelling and Simulation Rapportnr/Report no Rapporttyp Report Type Sidor/Pages FOI-R-3335-SE Användarrapport User report 22 p Månad/Month Mars/March Utgivningsår/Year 2012 ISSN ISSN 1650-1942 Kund/Customer Försvarsmakten Projektnr/Project no E 90012 Godkänd av/approved by FOI, Totalförsvarets Forskningsinstitut Avdelningen för Forskningsstöd FOI, Swedish Defence Research Agency Research Support and Administration 164 90 Stockholm SE-164 90 Stockholm
Sammanfattning I denna rapport presenteras en sammanfattning av verksamheten inom FOI:s Forskning- och Teknikområde Modellering och Simulering (M&S) 2011. Rapporten innehåller en översiktlig redovisning av områdets omfattning och en sammanfattning av forskningsresultaten. Genomförd verksamhet beskrivs projektvis. M&S är ett område med växande betydelse för Försvarsmakten, som ger stöd till olika verksamheter inom FM och är ett kostnadseffektivt alternativ till traditionella lösningar, varför syftar forskningen inom området till att stödja och utveckla FM förmåga att nyttja M&S. Detta görs genom att ta fram och utvärdera metoder, tekniker, produkter och verktyg, samt ge direktstöd till olika delar av FM (t ex expertstöd, studier och internationella samarbeten) då det efterfrågas. För att kunna erbjuda lösningar med hög kvalité och på hög internationell nivå strävar forskningen att hålla sig på framkanten inom området. En förutsättning för denna ambition är att följa utvecklingen inom området genom omvärldsbevakning och etablering av nationella och internationella kontakter och samarbeten. Nyckelord: M&S, modellering, simulering, träning, utbildning, krigsspel, omvärldsmodellering, serious gaming, datorspel, modellering av mänskligt beteende, syntetiska aktörer, MbFU, MODAF, beslutsstöd, dataspel, realtidssimulering, EBP, Data Farming 3
Summary This report summarises the research from the fiscal year 2011 within the Swedish Defence Research Agency in the domain of Modelling and Simulation. It presents an overview of the research domain. The results of the research are summarised followed by a description of the activities carried out in each project. M&S is an area of growing importance to the Swedish Armed Forces (SwAF) that provides support to various activities in the SwAF and is a cost effective alternative to traditional solutions. Hence the research in the area seeks to support and develop SwAF capability to use M&S. This is done by developing and evaluating methods, techniques, products and tools, as well as providing direct support to various parts of the FM (e g. expert support, studies and international cooperation) when prompted. In order to offer solutions with high quality and high-level international research strives to stay on the cutting edge in the field. A prerequisite for this goal is to monitor developments in the area through benchmarking and the establishment of national and international contacts and collaborations. Keywords: M&S, modeling, simulation, training, education, war games environment modelling, serious gaming, computer games, human behaviour modelling, computer generated forces, MbFU, MODAF, decision support, computer games, real-time simulation, EBP, Data Farming 4
Innehållsförteckning 1 Forskningsområdets omfattning och inriktning 7 2 Sammanfattning av forskningsresultaten 9 3 Projektvisa beskrivningar av genomförd verksamhet 12 3.1 Spel för konflikthantering och krig... 12 3.2 Omvärldsmodellering... 14 3.3 Syntetiska aktörer... 16 3.4 Modellerings- och simuleringsstöd för modellbaserad förmågeutveckling... 17 3.5 Realtidssimulering som stöd för effektbaserad planering... 19 5
6
1 Forskningsområdets omfattning och inriktning Modellering och simulering (M&S) är ett växande område både nationellt och internationellt, vars utveckling har skett på stor bredd och inom olika tillämningsområden. Inom FM har behovet av och intresset för M&S-metoder och -tekniker, samt simuleringsmodeller på olika nivåer,ökat genom åren då dessa erbjuder ett kostnadseffektivt alternativ eller i vissa fall det enda alternativet (t ex när det gäller träning, övning, analys och test) i tider av snabba förändringar och ekonomiska besparingar. Den stora bredden i användningsområden har dock resulterat i utmaningar i form av överblick över aktiviteter inom området samt samordning av dessa. FM satsning att fastställa ett nytt inriktningsdokument för området samt etablera ett nationellt träningsnätverk är exempel på åtgärder för att hantera dessa utmaningar. Forskningen inom området syftar till att stödja och utveckla FMs förmåga att möta sina utmaningar m h a M&S. Det övergripande målet för FoT M&S verksamheten är att lämna stöd till Försvarsmaktens verksamheter på militärstrategisk, operativ och taktisk nivå i syfte att optimalt och kostnadseffektivt utveckla, producera och använda de av regeringen utpekade förmågorna. Forskningen är därigenom en förutsättningsskapande verksamhet som stödjer FM förberedande verksamheter, inkl. utbildning, träning och experiment, samt FM operativa verksamheter inkl. planering, beslutsstöd, operationer, mission rehearsal, analys och utvärdering. Detta görs genom att ta fram och utvärdera metoder, tekniker, produkter och verktyg, samt ge direktstöd till olika delar av FM (t ex expertstöd, studier och internationella samarbeten) då det efterfrågas. Enligt FM inriktningsplan är de övergripande målen för M&S i Försvarsmakten följande: M&S skall främst effektivisera och förbättra utveckling och vidmakthållande av Försvarsmaktens olika förmågor samt den fortsatta transformationen. M&S skall stödja planering, beslutsfattande, utveckling, utbildning, träning och övning samt materielförsörjning. Vidare skall M&S verka för att Försvarsmaktens simulatorsystem och simulatoranläggningar är interoperabla såväl nationellt som internationellt. Ett försvarsmaktsgemensamt simuleringsnätverk skall utvecklas och driftsättas för att skapa förutsättningar för en distribuerad, rationell och effektiv tränings- och övningsverksamhet inom och mellan de olika arenorna. Härutöver skall möjlighet finnas att ingå i internationella simuleringsnätverk. Som stöd för verksamheterna inom simuleringsnätverket etableras en stödfunktion M&S som ansvarar för gemensamma behov av grunddataförsörjning, modeller, simuleringsverktyg, metoder mm Dessutom anges att M&S i Försvarsmakten skall främst ge stöd till följande områden: till utveckling, anskaffning, verifiering, validering samt certifiering av Försvarsmaktens förband, inom funktioner, inför insats och vid produktion, till utbildning, förmågor och övning av Försvarsmaktens förband, inom funktioner, inför och under insats samt vid produktion, vid beslutsfattande inför och under planering och genomförande av operationer Det skall noteras att FoT M&S omfattar datorbaserade simuleringar samt modeller för sådana simuleringar. Detta innefattar framtagning och värdering av metoder och verktyg för M&S, dock endast om de kan utnyttjas av flera olika slags M&S-verksamheter inom Försvarsmaktsutvecklingen. Därmed fokuserar området främst på framtagning och värdering av Försvarsmaktsgemensamma lösningar inom M&S. Målet är att ge avgörande besparingar i såväl utveckling och produktion som i träning och utbildning. 7
Viktigt för forskningen är att den genomförs i nära samarbete med utvecklingsprojekten och den operativa verksamheten inom FM. Genom samarbetet bidrar forskningsresultaten till att utvecklingsprojekten håller hög kvalité samtidigt som de har en bättre verklighetsförankring, är kopplade till FM behov och kommer till direkt nytta. Eftersom FoT-området ger den metodmässiga och tekniska basen för utveckling av modeller och användandet av simulering kan de resultat som genereras inom området också stödja verksamheten inom andra FoT-område. Det är därför viktigt att dels ta vara på erfarenheter från, och dels bidra med, M&S-teknologi till M&S-relaterade projekt som bedrivs inom övriga FoT-områden. Speciellt beaktas M&S-relaterad verksamhet inom områdena: Ledning, MSI (Människa-System-Interaktion), Sensorer, Vapen och Skydd, CBRNE samt Metod och Utredningsstöd. 8
2 Sammanfattning av forskningsresultaten Modellering och simulering är ett multidisciplinärt område där forskningsprojekten involverar forskare från olika ämnesområden inom FOI. För att behålla relevansen och användbarheten samt kvalitetssäkra resultaten har M&S forskningen genomförts i nära samarbete med mottagare på Försvarsmakten och till stor del i nationell/internationell samverkan med universitet, högskolor och andra försvarsforskningsorganisationer. Denna forskning bidrar till att bland annat effektivisera insatsplaneringen genom att öka nyttan av spel och krigsspel, stödja framtagning av insatsförmågor, öka träningseffekten i olika träningscentra, samt stödja planering och genomförande av operationer med hjälp av simuleringar. Forskningsresultaten har levererats i form av rapporter, prototyp till simuleringssystem, medverkan i olika M&S-tillämpningar, studier, workshops, seminarier och demonstrationer. Forskningen kvalitetssäkras genom att bl a M&S-resultaten ofta presenteras och publiceras internationellt. Mottagare av dessa resultat har varit FMs skolor (såsom MSS), FMKE, FMV och övrig forskning inom FOI. Resultat har också levererats i form av direkt stöd till övnings- och experimentverksamheterna inom FM både genom deltagande i övningar och experiment och genom stöd till utveckling av metoder och processer för genomförande av dessa aktiviteter. Under 2011 har personal från FOI deltagit i bl a CJSE (Combined Joint Staff Exercise) och Vikingövningen. Nedan ges en kort sammanfattning av de olika projekten inom M&S-området. En mer utförlig beskrivning av dessa projekt ges i nästa kapitel. Forskningen inom det nystartade projektet Spel för konflikthantering och krig bygger vidare på två tidigare projekt Krigsspelande och Datorspel och Försvar och har fokus på framförallt militärt krigsspel. Militärt krigsspel används idag till stöd för planering, utbildning, övning samt studier. Spelen genomförs antingen som strukturerade diskussioner med ageranden av experter eller som simuleringar i datorer, alternativt som en kombination av dessa två där datorbaserade modeller eller annat datagivande underlag används som stöd för experternas bedömningar. Trots att krigsspel tillämpats i mer än 150 år är det inget akademiserat formaliserat område med forskning, ensade begrepp etc. utan främst ett praktiskt hantverk till stora delar baserat på utövarnas egna erfarenheter. Projektet är ett samarbete mellan FHS, FMV och FOI, där de olika organisationerna belyser olika aspekter av området med ett gemensamt mål i sikte. Huvudsyftet med projektet är att utforska området och skapa en mer enhetlig syn på dess tillämpningar. Under året har det ena spåret i projektet arbetat med att bidra till en ökad förmåga hos bl a FOI att stödja Försvarsmaktens studieverksamhet genom att samla och delge goda råd och erfarenheter rörande spel som metod till yngre operationsanalytiker. I det andra spåret har projektet undersökt faktorer som påverkar träningseffekten i situationer där simulatorer används. Följande begrepp som viktiga för simulatorträning har identifierat: fidelity (hur verklighetstrogen simulatorn är), presence (närvarokänsla), motivation, att ha roligt, feedback, inlärning i simulatorn och transfer av träning till verkligt system. Under året genomfördes undersökning av träning i två av Flygvapnets simulatorer: FMS (Full Mission Simulator) och MMT (Multi Mission Trainer) under den första fasen av JAS 39 Gripenutbildningen. Syftet var dels att se hur viktigt vart och ett av de identifierade begreppen är för simulatorträningen, dels hur dessa begrepp eventuellt skiljer sig åt mellan de båda simulatorerna, samt betydelsen av egenträning i MMT avseende dessa begrepp. Huvudfrågan för projektet Omvärldsmodellering har varit att undersöka hur existerande och kommande tekniska landvinningar inom området 3D-omvärldmodeller kan utnyttjas så effektivt som möjligt för att stödja FM. Projektet har inventerat behov och möjligheter avseende försörjning och användning av 3D-omvärldsmodeller och geografisk information för olika försvarstillämpningar, samt utifrån dessa sedan identifierat frågeställningar som bedöms sär- 9
skilt relevanta för fortsatta FoU-satsningar. Exempel på identifierade frågeställningar är interoperabilitet både vad gäller teknik för distribution av geodata och nya 3D-datamodeller, teknik för kartering i ett insatsområde i syfte att skapa geodata och 3D-modeller m h a enkla fordonsburna sensorer, och kvalitet och nytta för 3D-modeller. Dessa områden har beskrivits i detalj och en vision om och road map för hur teknik inom geo- och 3D-området skulle kunna omsättas till praktisk nytta för FM har målats upp. Slutligen har projektet bidragit till kanalisering av forskningsresultat rörande 3D-modeller från FOI till FM och därigenom bidragit till att höja FMs kunskap om användning av 3D-modeller. Att befolka simuleringsmodeller/simulatorer med datorgenererade aktörer som representerar människor, eller grupper av människor på ett trovärdigt sätt och på rätt nivå för det tänkta användningsområdet är avgörande för simuleringarnas användbarhet. Effekten av dessa aktörer kan sammanfattas som den stimulans, förståelse och förmågehöjning som de simulerade enheterna utgör för Försvarsmaktens personal inom olika tillämpningar. Huvudmålet med projektet Syntetiska Aktörer har varit att utifrån förståelsen av mänskliga beteenden, ta fram metoder och tekniker att återskapa dessa beteenden i simuleringar för träning och vidare analyser. Verksamheten omfattar dels inriktning av utvecklingen av agenter med pilotförmågor för implementering i FLSC, dels modellering och demonstration av asymmetriska hot i urban miljö, framförallt folkmassor, effekter på informationsarenan, samt möjligheter med populationssimuleringar på operativ nivå, där huvudmottagaren har varit MSS. Genom dessa verksamheter bidrar projektet till att höja stridspilotens taktiska förmåga som följd av träning mot eller med en syntetisk aktör samt öka en insatsledares förståelse för effekterna av operationer i urbana miljöer på opinioner och beteenden, genom simuleringar av civilbefolkning. Sedan 2009 har FM påbörjat arbetet med införandet av modellbaserad förmågeutveckling (MbFU) med MODAF (Ministry of Defence Architecture Framework) som beskrivningsramverk. MbFU är tänkt att användas vid både förband- och materielutveckling. I denna ansats skall relevant information struktureras och presenteras med hjälp av MODAF, men idag saknas det stöd vad gäller t ex framtagning, verifiering, utvärdering och användning av modeller. Målet med det nystartade projektet M&S-stöd för MBFU är att ta fram M&S-baserade metoder och verktyg för att stödja FM utvecklingsarbete. Med hjälp av M&S-metoder och verktyg skall utvecklarna och användarna kunna t ex kvalitetssäkra framtagna modeller genom formell verifiering av modellerna, eller genomföra konsekvensanalyser (t ex känslighetsoch riskanalyser) av framtaga modeller. Under 2011 har projektet genomfört en behovsanalys som i syfte att få inblick i och förståelse för behov kopplat till både arkitekturutveckling och arkitekturanvändning inom Försvarsmakten, samt identifiera tänkbara mottagare av projektets resultat. Vidare har en omvärldsanalys utförts som beskriver ett antal teknikområden med bäring på de identifierade behoven. Utifrån de identifierade behoven och resultatet från omvärldsanalysen har projektet tagit fram en road map för projektet år 2012-2013, med målet att redan under 2012 ha prototyper av stödverktyg till MbFU som skall testas av tänkbara användare. Att testa operativa planer med hjälp av realtidssimuleringar både före och under genomförande av operationer är ett nytt och spännande område som visar på M&S-områdets potential att stödja militär planering. Projektet Realtidssimulering som stöd för effektbaserad planering har som syfte att utveckla beslutsstöd fokuserat på snabb provning av operativa planer innan de genomförs för att ge feedback till planerare för att förbättra planeringen av en expeditionär operation. För detta ändamål har projektet utvecklat ett simuleringsbaserat beslutsstödsverktyg för testning av operativa planers prestanda inom ramen för EBP och ett operationsanalytiskt verktyg (CSMT) för att hitta eventuella möjliga inkonsekvenser i planer. Genom verktygen kan en beslutsfattare utvärdera planer och förstå följderna av dessa utifrån simulering av olika alternativ för planens aktiviteter. Projektet deltar sedan 2010 i ett NATO modellerings- och simuleringsgrupp Data Farming in support of NATO (MSG-088). Syftet är att bekanta sig med Data Farming och dess olika tekniker, och undersöka hur dessa kan 10
användas inom ramen för projektet. Data Farming teknikerna kan bl a stödja arbetet med försöksplanering, analys av simuleringskörningar och visualisering av resultaten. En strävan inom FoT M&S har varit att öka samarbetet mellan projekt på FMV, FHS och FOI i syfte att effektivisera forskningen och öka dess nytta. Det tydligaste exemplet som nämnts ovan är projektet Spel för konflikthantering och krig som är ett samarbetsprojekt med ett gemensamt mål för alla myndigheter, där var och en tittar på olika aspekter av området. Ett annat exempel är projekten Syntetiska Aktörer på FOI och HBR på FMV som också har ett nära samarbete genom utbyte av resultat och kompetens. Förutom de direkta resultaten som projekten producerar, bidrar de också genom samarbete till att höja kvaliteten hos andra projekt. Samarbeten kan bl a handla om informationsutbyte eller direkt resultatöverföring. I många fall avknoppas också nya projekt som inte hanteras inom FoT-beställningen. Exempel på dessa är transferprojekten Automatiska motståndare i FLSC och Semantisk Interoperbilitet som är en avknoppning av resp. projekten Syntetiska Aktörer och Defence Conceptual Modelling Framework. Projektet HuMaST (Simuleringsverktyg för hantering av personalförsörjning inom FM) är en avknoppning från projektet Realtidssimulering som stöd för effektbaserad planering. Målet med projektet är att utveckla en modell av personalförsörjning inom FM och ett verktyg baserad på denna som kan förutse långsiktiga konsekvenser av beslut som berör personal och organisationsändringar. Verktyget skall användas för att skapa förståelse för FM behov på lång sikt. 11
3 Projektvisa beskrivningar av genomförd verksamhet 3.1 Spel för konflikthantering och krig Projektledare: Göran Bergström Avd.: Informationssystem Projekttid: 2011 2013 3.1.1 Behandlade frågeställningar och projektmål Frågeställningar som projektet skall försöka besvara: Det finns givetvis en uppsjö av frågor som måste besvaras men det som präglar uppdragets fokus är att studera spelmetoder och pedagogiska ramverk som har digitala M&S-system och kommersiella spel (bräd- och dataspel) som stöd. Det ingår i projektet att samla och sammanfatta erfarenheter och tidigare arbete inom området (främst inom FOI och FHS). Exempel på frågor är: Hur läggs en övning upp med föreskriven stabsmetodik då endast ett fåtal personer deltar? Vilken typ av finkornighet krävs av det digitala avdömningssystemet för att nå utbildningsmålen? Hur skall det reflektiva och erfarenhetsbaserade lärandet stödjas av M&Ssystemet och det pedagogiska upplägget? Vilka teorier ligger till grund för spelbaserat lärande? Hur skall teorier formas som täcker alla spelsyften? Erbjuder kommersiellt tillgängliga krigsspel ett resurseffektivt alternativ till egenutvecklade krigsspel och i så fall, vilka är begränsningarna och lämpliga användningsområden? Vilka nyttor ger den kommersiella spelvärldens utveckling? Skiljer sig metodik vid användande av spel i Sverige från hur spel nyttjas i andra länder? 3.1.2 Nytta/effekter och kunskapsspridning Projektet har under året intervjuat ett antal erfarna operationsanalytiker om deras erfarenheter av att använda spel som metod inom ramen för Försvarsmaktens studieverksamhet och rollen som OA i en studie. Intervjumaterialet har sammanställts i en rapport som beskriver dessa erfarenheter, inklusive praktiska råd, förslag på hur FOI kan förbättra sin förmåga att stödja studieverksamheten samt reflektioner över spel som metod vid studier. Denna rapport kommer dels att delges Försvarsmakten på sedvanligt vis, dels kommer den att användas för att introducera OA, utan större spelvana, till metoden för att bättre förbered dem för en roll som metodstöd vid studier. Vidare har projektet arbetat för att förstå och kartlägga olika mekanismer som gör en utbildning effektiv. Till exempel hur man kan utnyttja simulatorer och datorbaserade utbildningar i en pedagogisk kontext för att göra utbildningen så effektiv som möjligt. Som ett led i detta arbete har projektets medlemmar genomfört en analys av den pedagogik som bedrivs vid Flygskolan på Malmen, Linköping. Denna analys gör det möjligt att relatera 12
pedagogiken till pedagogiska modeller. Slutsatserna är presenterade för Flygskolan. En slutlig rapport kommer under 2012. Projektets medlemmar har också genomfört en studie av simulatoranvändningen på Gripencentrum vid F7. Resultaten från denna studie har delgivits personalen vid F7 och bedöms ha gett direkt nytta till Gripenutbildningen vid flottiljen. 3.1.3 Framkomna resultat/slutsatser För att genomföra framgångsrika spel krävs erfarenhet av spel och kunskap om spel som metod. Det är därför viktigt att FOI behåller en pool av spelerfarna OA som kan stötta Försvarsmakten vid studier. Vidare kan konstateras att det är ytterst viktigt för framgång vid genomförande av spel att det finns tydliga problemformuleringar och frågeställningar som ska belysas/besvaras. Vad avser Flygskolans pedagogik kan konstateras att denna är en blandning av många pedagogiska modeller, men den håller ändå ihop på ett bra sätt. Såväl elever som instruktörer är mycket positiva och anser att utbildningen är effektiv och resultatinriktad. Resultaten av studien vid F7 visar att träningen i båda simulatorerna anses rolig och motiverande. Fidelity och närvarokänsla är högre i FMS (Full Mission Trainer) än i MMT (Multi Mission Trainer). Egenträning som genomförs i MMT utanför schemalagd tid är mycket uppskattat och anses ha positiv effekt på inlärning. 3.1.4 Fortsättning och trender inom området Projektet kommer under 2012 att studera hur simuleringar och simulatorer kan användas för att stödja utbildning och träning av gruppchefer, soldater och sjömän. I detta ingår att fortsätta kartlägga de mekanismer som gör utbildning effektiv. Vidare avser projektet, som många andra i omvärlden, att analysera datorspels design och pedagogiska fundament för att kunna förstå hur FM kan dra nytta av erfarenheterna från dessa, bland annat avseende hur de gör spelandet stimulerande och engagerande. När det gäller trender inom området är en viktig påverkansfaktor den ständigt pågående teknikutvecklingen som ger kraftfullare tekniska system till samma eller lägre kostnad samt en starkare fokusering på kostnadseffektivitet från användarna. Ett område där detta är märkbart är avancerade mobila system (smarta mobiltelefoner och surfplattor) som dels har blivit tämligen kraftfulla, dels i stort sett är i var mans ägo. Detta bäddar för en utveckling av spelområdet mot enkla mobila applikationer som över grundläggande soldat- och kunskapsfärdigheter, t.ex. kartläsning, Försvarsmaktens organisation, eller benämningen på de olika delarna i en automatkarbin. En annan utvecklingstrend som är mer användardriven än teknikdriven är att synen på vad spel kan användas för vidgas. Detta består egentligen av två olika delar; dels vilka behov som spelanvändningen fyller, dels nyttan av att spela. Idag har spel börjat användas för saker som förståelse för andra kulturer, rekrytering och de korrekta rutinerna vid hantering av materiel som måste repareras. Vidare börjar forskning påvisa indirekt nytta av spelande som t.ex. ökad gruppsammanhållning, bättre förståelse för rollerna i en grupp och, i vissa fall, ökad förmåga att lösa uppgifter som inte direkt övas i någon given spelsituation. Slutligen är virtuella världar en potentiellt kommande trend som knyter an till spelområdet. Det finns idag några olika projekt inom amerikanska försvarsmakten som utforskar möjligheten att använda virtuella världar som mötes- och utbildningsplats där militär personal kan mötas för att t.ex. utbyta erfarenheter eller genomgå utbildningar oavsett av deras respektive geografiska stationeringsort. 13
3.2 Omvärldsmodellering Projektledare: Gustav Tolt Avd: Informationssystem Projekttid: 2009-2011 3.2.1 Behandlade frågeställningar och projektmål Verksamheten Omvärldsmodellering på FOI har tidigare visat på möjligheten att med hjälp av data från olika kombinationer av flygburna sensorer framställa högupplösta 3D syntetiska omvärldsmodeller. De stora utmaningarna ligger nu snarare i själva användningen, tillämpningarna och kravställningen avseende geografisk information och omvärldsmodeller. Vilka nya möjligheter kan ökat nyttjande av omvärldsmodeller erbjuda på sikt, t ex i form av nya eller utvecklade militära förmågor? Hur kan (sam)utnyttjandet av geografisk information och omvärldsmodeller i olika tillämpningar effektiviseras? Som ett led i att bidra till att besvara sådana frågor fokuserar det pågående omvärldsmodelleringsprojektet på behovs- och kravbilden inom området. De primära målen med projektet är att - identifiera särskilt intressanta områden rörande 3D omvärldsmodeller och geografisk information där behov av forskning och utveckling finns och bedöms vara särskilt relevant för FM samt att - föreslå lämpliga åtgärder för framtida verksamhet inom dessa områden - ajourhålla och utveckla kompetens avseende metoder, tekniker, verktyg, format och standarder för framställning av omvärldsmodeller och försörjning av geografisk information 3.2.2 Nytta/effekter och kunskapsspridning Den förväntade nyttan för FM kan sammanfattas enligt följande: - Ökat kunnande om försörjning och användning av 3D geografisk information ger FM ökade möjligheter att lösa problem inom området och att identifiera nya tillämpningsområden baserade på högupplösta 3D-data. - Ökat kunnande inom och överblick av området tjänar som hjälp vid t ex framtagandet av kravspecifikationer till industrin och i samband med upphandlingar av 3Domvärldsmodeller. - Projektet bidrar till en ökad kanalisering av forskningsresultat baserade på 3Dmodeller (t ex simuleringar) från FOI till FM och till skapande av kontakter mellan olika verksamheter. - Förslag till fortsatt verksamhet inom området utarbetas tillsammans med slutanvändare av olika typer av geografisk information och omvärldsmodeller inom FM, vilket hjälper till att föra forskningen närmare tillämpningarna. 3.2.3 Framkomna resultat/slutsatser Projektet har, utifrån en behovsinventering baserad på enkätsvar, möten med representanter från FM, FMV och FOI, deltagande i FMV/FM-seminarier och en NATO-grupp, identifierat ett antal utvecklingsspår längs vilka FoU-satsningar på omvärldsmodellering bedöms särskilt relevanta för FM. Dessa kan sammanfattas som Interoperabilitet, Kvalitets- och nyttoaspekter av 3D-modeller och Signalbehandling. 14
I syfte att verka för ökad interoperabilitet inom M&S-domänen har projektet genomfört en litteraturstudie om nya datarepresentationer för 3D-modeller avsedda att hantera semantik, attribut, topologier och godtycklig tematisk information, samt om nya tillämpningar som möjliggörs av dessa modeller, t ex ontologimatchning, ruttplanering, 3D-GIS-tillämpningar, etc. Projektet har även påbörjat en implementation av en server för distribution av geografisk information genom standardiserade webtjänster. Den möjliggör effektivare hantering av geografiska data, t ex underlättar att sätta upp gemensamma 3D-omvärldar för samövning eller distribuerad simulering, samt tillåter att klienter uppdaterar data på servern, vilket ger möjlighet till dynamisk terräng. 3.2.4 Fortsättning och trender inom området Vi bedömer att frågor kring interoperabilitet just nu är de mest relevanta för FoT M&Sområdet, detta inte minst för att det på senare tid initierats andra projekt av FM som adresserar 3D-kvalitetsfrågor och att signalbehandlingsmetoder utvecklas inom FoT Sensorer. Projektets fortsatta fokus på interoperabilitet innebär fortsatt utveckling av geoservern i dialog med intressenter av densamma (t e x andra FoT-projekt, transferprojekt, FMV, FM), framtagning av semantiska 3D-modeller på olika detaljnivåer och fortsatta studier kring hur ny teknik inom området kan nyttiggöras av FM. Ett antal trender inom omvärldsmodelleringsområdet kan skönjas. Beträffande signalbehandling finns idag flera kommersiella mjukvaror för automatisk analys av 3D-data, t ex för kartering och modellering av objekt. Sensorerna för 3D-mätningar blir allt mindre och mer tillgängliga (billigare), vilket också gett bättre förutsättningar för modellering av objekt med en mer komplex och sammansatt geometri, t ex i inomhusmiljöer. Ökade möjligheter att automatiskt känna igen flera olika typer av objekt leder i sin tur till att intresset för att beskriva sin modell på ett konsistent sätt som inte bara fångar geometrin utan även kan hantera attribut och relationer mellan objekt. Behoven av metoder för 3D-analys i krishanteringssyfte blev särskilt tydliga efter attackerna i USA september 2011. Utifrån en 3D-modell (istället för separata 3D planritningar) kan sedan bättre bedömningar genomföras och alternativa scenarion testas, t ex optimering av utrymningsvägar och prediktion av brandförlopp och rökutbredning inuti byggnaden. Open Geospatial Consortium (OGC) är en stark drivkraft inom geoområdet. Där föreslås och utvecklas georelaterade standarder i raskt takt och flera av dessa stöds av i princip alla större leverantörer av GIS-programvara. En annan drivkraft bakom det ökade intresset för interoperabilitet, webtjänster och semantiska 3D-modeller, är EUs INSPIRE-direktiv. För att nationer ska kunna dela information mellan sig och samverka effektivt kring miljöfrågor eller i krissituationer måste de dels ha tekniska system för ned- och uppladdning av data men också tillse att datautbytet sker på ett sätt så att själva meningen med data (semantiken) inte går förlorad eller förvanskas, t ex till följd av att olika länder eller organisationer klassificerar objekt på olika sätt. Sammantaget är förutsättningarna för framställning och representation av 3D omvärldsmodeller relativt goda, vilket gör att större fokus kan sättas på frågor kring hur FM kan tillämpa den nya tekniken snarare än att utveckla den från grunden. 15
3.3 Syntetiska aktörer Projektledare: Mikael Lundin Avd.: Informationssystem Projekttid: 2009-2011 3.3.1 Behandlade frågeställningar och projektmål Projektet har under 2011 i stora drag slutfört aktiviteter för 2009 års uppställda mål mot Flygvapnets Luftstridssimulerings Center (FLSC) och substantiellt ökat genomförbarheten mot målen för Markstridsskolan (MSS). Vidare har resultat från de internationella samarbetena SAS-074 och EUSAS sammanfattats, samtidigt som nya kontakter knutits med Virginia Modelling and Simulation Center (VMASC) och University of Central Florida (UCF). Två delmål har varit vägledande: - Delmålet mot MSS syftar till utveckling av populationssimulering (POPSIM). Målsättningen är först och främst att ge möjlighet till bättre stabsövningar, men indirekt och på längre sikt en bättre systemförståelse av populationer i urban miljö genom simuleringsbaserade analyser. Under 2011 har två insatser speciellt främjat utveckling av POPSIM: 1) Framtagning av modeller för rörelsemönster utifrån trolig position givet allmänna dagsscheman, och 2) Framtagning av grundkomponenter för uppsättning av vägspärrar. - Delmålet mot FLSC syftar till utveckling av syntetiska aktörer (jakt- och attackflygplan) för pilotträning. Realistiska scenarier kräver syntetiska piloter som inte bara kan flyga utifrån en planerad bana, utan också uppvisa offensiva- och defensiva beteenden på taktisk nivå. Under 2011 har framförallt följande aktiviteter genomförts: Nedbrytning av flyguppdrag i komponentbeteenden, riskvärderingar utifrån statisk (främst flygprestanda) och dynamisk (situationsbetingad) risk, samt modellering av beteendekompositioner i en implementation av Beteendeträd. 3.3.2 Nytta/effekter och kunskapsspridning Försvarsmakten vinner fördelar med resultaten från projektet på flera sätt: - Kort sikt: Ökad förståelse för möjligheter och begränsningar med syntetiska aktörer samt stimulering till de verksamheter där de är tänkta att nyttjas. Tillgång till mer realistiska träningsscenarier med syntetiska aktörer som kan uppvisa avancerade förmågor, vilket ger piloter och stabsmedlemmar träning med högre kvalitet - Lång sikt: Förmåga att komponera tränings- och analysmiljöer utifrån beprövade militära- och civila koncept, samt utifrån erfarenhet av träning/analys med aktörsmodeller i olika upplösningar och komplexitet.. 3.3.3 Framkomna resultat/slutsatser Framförallt PopSim Population Simulation (FOI MEMO 3540) samt Flygbeteenden och riskvärdering för Jaktpilot (FOI MEMO 3741), men även resultat från internationella samarbeten (FOI--R--3279) 3.3.4 Fortsättning och trender inom området Beroende på var gränsdragningar görs kring forskningsområdet för representation av mänskliga aktörer, sker utveckling inom ett flertal områden: På universitet och högskolor sker vidare forskning kring gränssnitt med förnyade anpassningar för mänsklig kommunikation. Exempel 16
är agenter utrustade med taligenkänning och talsyntes, ökad upplösning av ansiktsdrag inom 3D-grafik, samt lingvistisk textförståelse. Ett annat närliggande område är robotik där maskininlärning och reglertekniska metoder används för att skapa människolika rörelsemönster. Utveckling inom kognitiva arkitekturer som Soar och ACT-R fortgår, samtidigt som en övergripande standard eller högnivågränssnitt för syntetiska aktörer avsaknas inom M&S världen. Specifikt gentemot den inriktning som projektet fokuserat på kan tre viktiga tekniktrender skönjas: - Kommersiella verktyg samlar funktionalitet i större programsviter, men kan sällan tillhandahålla typbeteenden inom specifika verksamheter - Beteendeträd som används i datorspel (Halo 2, The Sims) nyttjas vid syntes av beteenden inom kunders verksamheter - Sensorsystem (t ex övervakningskameror) kan eventuella generera beteendedata för modellering och validering Den övergripande trenden verkar vara mindre modeller som används för begränsade tillämpningar och där validitetsfrågorna blivit mer pragmatiska än eftersträvande hög upplösning. Samtidigt har förmågorna till interoperabilitet ökat i den mån verktygen tillhandahåller gränssnitt. 3.4 Modellerings- och simuleringsstöd för modellbaserad förmågeutveckling Projektledare: Vahid Mojtahed Avd: Informationssystem Projekttid: 2011-2013 3.4.1 Behandlade frågeställningar och projektmål Projektets frågeställningar handlar om hur M&S-metoder och -verktyg kan stödja: framtagning av modeller ( formalisering av kunskap) verifiering och validering av modeller sammansättning och konsistenskontroll av modeller utvärdering av handlingsalternativ m.h.a. simulering användning samt (underlätta) återanvändning av modeller Projektets mål är att skapa M&S-baserade metoder och verktyg till stöd för modellbaserad förmågeuteveckling. Syftet är att stödja utvecklare och användare i förmågeutvecklingsprocessen genom att underlätta framtagning, utvärdering och användning av modeller. 3.4.2 Nytta/effekter och kunskapsspridning Försvarsmakten strävar sedan några år tillbaka att införa och tillämpa modellbaserad utveckling, en ansats som går under benämningen MBFU Modellbaserad Förmågeutveckling. Ambitionen gör gällande att MBFU ska användas vid såväl förbands- som materielutveckling. Centralt för angreppssättet är EA (Enterprise Architecture) i form av ramverket MODAF (Ministry of Defence Architecture Framework). Utöver MODAF krävs dock kompletterande metoder, tekniker och verktyg för att den modellbaserade ansatsen skall bli praktiskt tillämpningsbar. Alla verksamheter kopplade till FM:s fömågeutveckling är potentiella mottagare, exempelvis INSS, PROD, FMV och skolor som MSS, LSS och SSS. 17
För att säkerställa adekvat nyttoeffekt och kunskapsspridning planerar projektet att under första kvartalet 2012 etablera en intressentgrupp (gärna från olika delar av försvarsfamiljen). Gruppen ska bland annat konkretisera behov till krav, möjliggöra användartester av leveransobjekten, säkerställa att problemställningarna svarar mot verkliga behov i FM samt agera ambassadörer i organisationen för att säkerställa att nyttorna fullt ut realiseras. Ambitionen är också att finna en pågående verksamhet inom vilken projektets utvecklade metod och teknik kan testas. Eventuellt kan projektet därmed även bidra med nytta redan innan leverans. 3.4.3 Framkomna resultat/slutsatser Projektet genomförde en behovsanalys i början av 2011 där det framförallt framkom behov relaterade till (FM-) gemensamma referensramar för tillämpning av MODAF, analys och simulering av verksamhetsinformationen i arkitekturmodeller, samt olika sorters kvalitetssäkring av arkitekturmodeller. Dessa behov sammanfattades i ett FOI Memo (FOI Memo 3600). Under 2011 genomfördes även en omvärldsanalys där det identifierades ett flertal teknikområden som på olika sätt skulle kunna bidra till modellbaserad förmågeutveckling. Dessa var: Kraftfulla simuleringsverktyg för MBFU Modelleringsmetod för exekverbar MODAF Analysmetoder för MBFU Verksamhetssimuleringsmetoder för MBFU Effektiva planeringsmetoder för MBFU Dessa områden finns ingående beskrivna i en underlagsrapport (FOI-R--3306--SE). Utifrån de genomförda behovs- och omvärldsanalysen skrevs sedan en vägvalsrapport (FOI- R--3353--SE) som gav förslag på områden projektet bör framgent fokusera på. Följande fortsatta inriktningar rekommenderades: utveckling av MODAF-profiler för automatisk konsistenskontroll, analys av arkitekturmodeller på teknik- och verksamhetsnivå i syfte att studera konsekvenser av handlingsalternativ, utveckling av simuleringsverktyg som möjliggör bl.a. what-if-simuleringar och konsekvensanalys av ekonomiska förhållanden, samt verktyg för kvalitetssäkring av MODAF-modeller. 3.4.4 Fortsättning och trender inom området Projektet kommer under 2012-2013 att fokusera på några prioriterade behov: gemensamma referensramar analyser what if-simuleringar ekonomiska aspekter kvalitetssäkring automatisk konsistenskontroll 18
Under 2012 kommer metod- och verktygsutveckling att påbörjas. Därefter kommer användartester att genomföras, varefter resultaten redovisas i form av prototypdemonstrationer under fjärde kvartalet. Resultaten dokumenteras också i form av konferenspapper. Under 2013 kommer vissa valda metoder och tekniker att ytterligare vidareutvecklas och förfinas. Ambitionen är då också att kunna testa delar av de lösningar som tas fram i en utvald verksamhet. Viktigt för projektet är också att följa upp den internationella utvecklingen och ansatser inom området. En intressant ansats är det norska försvarets satsning på en kombination av arkitekturramverken TOGAF (The Open Group Architecture Framework) och NAF (NATO Architecture Framework). Enligt deras erfarenheter skall ramverken vara komplementära: TOGAF:s komplexa metod kan förenklas med inspiration från NAF, och NAF:s komplexa metamodell kan förenklas med hjälp av TOGAF. Det norska arbetet har också resulterat i ett flertal förslag till förenklingar av NAF, som nu behandlas av NATO. 3.5 Realtidssimulering som stöd för effektbaserad planering Projektledare: Johan Schubert Avd.: Informationssystem Projekttid: 2011 2013 3.5.1 Behandlade frågeställningar och projektmål Försvarsmaktens FoT-projektet Realtidssimulering som stöd för effektbaserad planering vid FOI utvecklar och värderar MoS-baserade beslutsstöd för de olika planeringsprocesser som förekommer i planeringsdelen av en effektbaserad syn på operationer (EBAO). Syftet med detta projekt är att utveckla beslutsstöd fokuserat på snabb provning av operativa planer innan de genomförs för att ge feedback till planerare för att förbättra planeringen av en expeditionär operation. För detta ändamål utvecklar vi simuleringsbaserat beslutsstöd för testning av operativa planers prestanda inom ramen för EBP och ett operationsanalytiskt verktyg (CSMT) för att hitta eventuella möjliga inkonsekvenser i planer. Vi tror att de utvecklade metoderna först och främst är till nytta på den operativa nivån tidigt under konceptutveckling och utveckling av handlingsalternativ (se COPD JFC Phase 4a). Projektet har arbetat utifrån tre kompletterande inriktningar: Viktigast är huvuduppgiften att utveckla ett simuleringsbaserat beslutsstöd som stödjer planering och dynamisk omplanering inom ramen för effektbaserad planering (EBP). Projektet är dock inte inriktat enbart mot EBP, utan tar även hänsyn till andra delar av EBAO-processen. Vi beaktar särskilt den återkoppling till EBP som kan göras från delaktiviteten utvärdering under planens genomförande. Forskningsfrågor är att avgöra vilka krav som ställs på beslutsstödsverktygen för att de ska vara meningsfulla, ge robusta resultat, samt hur resultaten ska visualiseras. Projektet har startat en verksamhet kring data farming och har initialt studerat metodiken för data farming, samt hur denna kan anpassas till simulering av operativa planer. Projektet har utvecklat ett operationsanalytiskt verktyg Collaborative Synchronization Management Tool (CSMT) med vilken man kan utföra morfologisk och statistisk analys av operativa planer. Forskningen kring CSMT avslutades 2011. 19
3.5.2 Nytta/effekter och kunskapsspridning Nyttan är att bidra till att FMs planeringsprocess motsvarande Fas 4a av COPD blir effektivare med hjälp av relevanta beslutsstödsverktyg, speciellt avseende utveckling av koncept och handlingsalternativ. Med hjälp av ett simuleringssystem inbäddat i ett beslutsstödssystem, kan en beslutsfattare testa ett stort antal alternativa planer mot möjliga händelseutvecklingar för att hitta en robust grupp av möjliga planer. Projektet utvecklar beslutsstödsmetoder och analytiska tekniker för att analysera och sammanställa utdata från en simulator. Dessutom utvecklar vi Bogalandscenariot för att utföra tester av simulatorn och beslutsstödsmetoderna. Med dessa verktyg bör det vara möjligt att se vilka planer som leder till de önskade effekterna, och var operationens gränser ligger, bortom vilka operationen riskerar att misslyckas. Detta ger en bra översikt över många alternativa planer utifrån en metod som analyserar multipla hypoteser. Genom simulering av många alternativa scenarier, kommer vi också att kunna hitta indikatorer som utgör gränsen för hur mycket en operation kan avvika från det planerade innan omplanering krävs. Om en plan under pågående genomförande närmar sig denna gräns är det en varningssignal. Vi har avslutat forskningen kring det operationsanalytiska verktyget CSMT. Med CSMT kan man utföra snabb morfologisk analys av planer innan genomförandet för att finna planen styrkor och svagheter, samt en statistisk analys av en pågående operation under genomförandet för att få snabba indikationer, innan MOE och MOP levererar resultat, om önskade effekter tycks uppnås. Kunskapsspridning till FM har skett genom ett seminarium om militära tillämpningar med data farming i USA och Tyskland, med inbjudna föreläsare från Naval Postgraduate School, US Navy och Bundeswehr IT-Office. Data farming använder sig av massivt parallell simulering för att försöka framställa en komplett analys över potentiella utfall från någon simuleringsmodell, snarare än att ringa in ett enskilt svar. Förutom att identifiera viktiga effekter och relationer mellan faktorer i en simuleringsmodell så läggs även stor vikt vid att fånga upp eventuella anomalier och inkludera dessa i beslutsunderlaget. Från USA gavs en introduktion till data farming följt av exempel på hur data farming har använts för simuleringsbaserad upphandling av ett nytt fartyg kallat Transformable Craft (T-Craft) för US Navy, samt hur metodiken används av Joint IED Defeat Organization (JIEDDO) för att simulera sociala nätverk för att indirekt motverka IED. Från Tyskland beskrevs data farming experiment för analys av human factors i flyktingläger, samt hur data farming används vid simuleringsbaserad upphandling av sensor- och vapensystem. Området data farming beskrivs i en ny omvärldsrapport från ett FOI-internt systerprojekt: Schubert, J., Hinshaw, F., Data Farming En omvärldsanalys, FOI-D--0437-- SE, 2011. För intern kunskapsspridning inom FOI har projektet anordnat en 3-dagars kurs om data farming med ca 25 deltagare från olika avdelningar. Föreläsare var våra internationella gäster från USA. Kunskapsspridning till FM och FMV har även skett genom avrapportering av det operationsanalytiska verktyget CSMT i form av en slutrapport: Schubert, J., Hörling, P., Collaborative Synchronization Management Tool Final Report, FOI-R--3298--SE, 2011. Sammantaget har projektet under 2011 hållit ett seminarium, anordnat en kurs, publicerat en FOI-rapport, publicerat två externa vetenskapliga tidskriftsartiklar och tio externa vetenskapliga konferensbidrag, samt fyra FOI Memo. Projektets samlade produktion finns tillgänglig på projektets sida i KUPAL under adressen: https://kupal.se/dokument/projekt/79498.aspx 20
3.5.3 Framkomna resultat/slutsatser Projektet har utvecklat ett större scenario av Bogaland-typ för att kunna utföra realistiska tester av beslutsstöds- och analysmetoderna. Vi har modellerat hur aktioner i den blå BFORplanen direkt påverkar vissa parametrar hos alla aktörer. Med denna modell kan vi göra simuleringsexperiment över vilken effekt alternativa planer har på scenariot och hur scenariots tillstånd kan drivas i riktning mot sluttillståndet. Vi har utvecklat en simuleringsmotor som parallellt testar en mängd alternativa planer. Simulatorn är utvecklad med en ny simuleringsstrategi där delar av alternativa planer simuleras en liten bit i taget, och simulatorn hela tiden mäter vilken framgång olika planer har steg-för-steg när alltfler aktioner i en stor plan genomförs. På detta sätt kan simuleringen styras mot de planer som visar bäst utveckling. Vi har utvecklat en första version av metodiken för att finna s.k. indikatorer till gränsen för en operation, bortom vilken operationen riskerar att misslyckas och omplanering kan bli nödvändig. 3.5.4 Fortsättning och trender inom området Målet under 2012 är att vidareutveckla både nuvarande agentmodeller i simulatorn och beslutsstöds- och analysmetoder så att dessa kan hantera planer och ett scenario av realistisk storlek. Vi ska utveckla förbättrade aktörsmodeller där den indirekta effekten på andra parametrar än de som direkt påverkas av aktionerna i blå plan hanteras. Vi ska vidare modellera den indirekta effekt en aktion i blå plan mot en aktör har på alla övriga aktörer. Under 2012 ska vi använda Bogalandscenariot och dessa modeller för att simulera ett först fullskaleförsök för att utvärdera det utvecklade metoderna. Metoden för att finna indikatorer till gränsen för en operation kommer att vidareutvecklas så att det blir möjligt att under en plans genomförande kontinuerligt mäta hur avståndet till gränsen varierar så att man enkelt kan se om operationer närmar sig gränsen allteftersom fler aktioner i den blå planen genomförs. Vi ska fortsätta studera alternativa sätt att analysera simulatorns stora utdatamängder, implementera data farming-metodik för att testa operativa planers robusthet gentemot förändringar i scenariot. Vi avser under 2012 testa denna metodik för experimentdesign, dataanalys och visualisering av utdata från simuleringen av operativa planer. Speciellt avser vi simulera alternativa scenariokonfigurationer mot en bra blå plan för att studera planens robusthet mot alternativa scenarier. Vi avser därtill utveckla metodik för att analysera simuleringens effekt på mellanliggande effektnivåer, och inte enbart på sluttillståndet. Detta och övriga dataanalysmetoder ska visualiseras så att det ger ett bra beslutsstöd till både analytiker och beslutsfattare. Vi kommer att fortsätta deltagandet i NATO-arbetsgruppen Data farming in support of NATO. I gruppen har vi hört att Tyskland och USA som främst studerat scenarier på taktiskt (och teknisk) nivå nu är intresserade av att ta det steg till operativ nivå som vi redan gjort i Sverige i detta projekt. Detta kommer att kommuniceras i den slutrapport till NATO som arbetsgruppen planerar till våren 2013. I USA finns ett DARPA-program kallat Deep Green som studerar scenarion för beslutsfattare på taktisk nivå. De använder sig av metodik på taktisk nivå liknande den vi använder i detta projekt på operativ nivå. Programmet beskrivs av DARPA på följande sätt: Deep Green is a next-generation, commander-centered battle command and decision support technology that interleaves anticipatory planning with adaptive execution to help the commander think ahead, identify when a plan is going 21