Активное резервирование

редактировать

Активное резервирование- это концепция дизайна, которая увеличивает эксплуатационную доступность и снижает эксплуатационные расходы за счет автоматизации наиболее важных операций по техническому обслуживанию.

Эта концепция связана с обслуживанием на основе состояния и отчетом об ошибках.

Содержание

1 История
2 Принцип
- 2.1 Пассивные компоненты
- 2.2 Активные компоненты
3 Преимущества
4 Недостатки
5 См. Также
6 Ссылки

История

Первоначальные требования начались с военных боевых систем во время Первой мировой войны. Для живучести предполагалось установить толстый броневой лист для противодействия пушечному огню и установить несколько пушек.

Это стало недоступным и непрактичным во время холодной войны, когда авиация и ракетные системы стали обычным явлением.

Новый подход заключался в построении распределенных систем, которые продолжают работать, когда компоненты повреждены. Это зависит от очень грубых форм искусственного интеллекта, которые выполняют реконфигурацию, подчиняясь определенным правилам. Примером такого подхода является компьютер AN / UYK-43.

Формальная философия проектирования, предполагающая активное резервирование, требуется для критических систем, в которых корректирующие работы нежелательны или непрактичны для исправления отказа во время нормальной работы.

Коммерческие самолеты должны иметь несколько резервных вычислительных систем, гидравлических систем и силовых установок, чтобы один отказ оборудования в полете не приводил к гибели людей.

Более поздним результатом этой работы стал Интернет, который опирается на магистраль из маршрутизаторов, которые обеспечивают возможность автоматического перенаправления связи без вмешательства человека в случае сбоев.

Спутники, выведенные на орбиту вокруг Земли, должны иметь массивное активное резервирование, чтобы гарантировать, что работа будет продолжаться в течение десятилетия или дольше, несмотря на отказы, вызванные обычным отказом, радиационным отказом и тепловым ударом.

Эта стратегия сейчас доминирует в космических системах, самолетах и ракетных системах.

Принцип

Техническое обслуживание требует трех действий, которые обычно включают время простоя и высокоприоритетные затраты на рабочую силу:

Автоматическое обнаружение неисправностей
Автоматическое устранение неисправностей
Автоматическая реконфигурация

Активное резервирование сокращает время простоя и снижает потребность в рабочей силе за счет автоматизации всех трех действий. Для этого требуется некоторое количество автоматизированного искусственного интеллекта.

N означает необходимое оборудование. Величина избыточной емкости влияет на общую надежность системы, ограничивая последствия отказа.

Например, если для питания города требуется два генератора, то «N + 1» будет равно трем генераторам, чтобы допустить единичный отказ. Точно так же «N + 2» будет четыре генератора, что позволит одному генератору выйти из строя, в то время как второй генератор уже вышел из строя.

Активное резервирование улучшает операционную доступность следующим образом.

A o N = 0,99 безотказной работы {\ displaystyle A_ {o} ^ {N} = 0,99 \ up \ time}

{\ displaystyle A_ {o} ^ {N} = 0,99 \ up \ time}

≈ 90 часов сбоя в год {\ displaystyle \ приблизительно сбой \ 90 \ часов / год}

{\ displaystyle \ приблизительно не удалось \ 90 \ часов / год}

A о N + 1 = 1 - ((1 - A о N) × (1 - A о N)) = 0,9999 времени работы {\ displaystyle A_ {o} ^ {N + 1} = 1- \ left (( 1-A_ {o} ^ {N}) \ times (1-A_ {o} ^ {N}) \ right) = 0,9999 \ up \ time}

{\ displaystyle A_ {o} ^ {N + 1} = 1- \ left ((1-A_ { o} ^ {N}) \ times (1-A_ {o} ^ {N}) \ right) = 0,9999 \ up \ time}

≈ не удалось 50 минут / год {\ displaystyle \ приблизительно не удалось \ 50 \ минут в год}

{\ displaystyle \ приблизительно не удалось \ 50 \ минут / год}

A o N + 2 = 1 - ((1 - A o N) × (1 - A o N) × (1 - A o N)) = 0,999999 времени безотказной работы {\ displaystyle A_ {o} ^ {N + 2} = 1- \ left ((1-A_ {o} ^ {N}) \ times (1-A_ {o} ^ {N}) \ times (1-A_ {o} ^ {N}) \ right) = 0,999999 \ up \ time}

{\ displaystyle A_ {o} ^ {N + 2} = 1- \ влево ((1-A_ {o} ^ {N}) \ times (1-A_ {o} ^ {N}) \ times (1-A_ {o} ^ {N}) \ right) = 0,999999 \ вверх \ время}

≈ сбой 30 секунд / год {\ displaystyle \ примерно сбой \ 30 \ секунд / год}

{\ displaystyle \ приблизительно не удалось \ 30 \ секунд / год}

Пассивные компоненты

Активное резервирование в пассивных компонентах требуются резервные компоненты, которые разделяют нагрузку при отказе, например, в кабелях и трубопроводах.

Это позволяет перераспределить силы по мосту, чтобы предотвратить выход из строя, если транспортное средство порвет кабель.

Это позволяет перераспределить поток воды по трубам, когда ограниченное количество клапанов закрыто или насосов

Активные компоненты

Активное резервирование в активных компонентах требует перенастройки в случае сбоя. Компьютерное программирование должно распознавать неисправность и автоматически изменять конфигурацию для восстановления работы.

Все современные компьютеры обеспечивают следующее, когда существующая функция активирована с помощью отчетов о неисправностях.

Автоматическое обнаружение неисправностей
Автоматическая локализация неисправностей

Механические устройства, например, передачи настройки на гибридных транспортных средствах с резервными силовыми установками. Бензиновый двигатель запустится при пропадании заряда аккумулятора.

Электроэнергетические системы должны выполнять два действия, чтобы предотвратить полный отказ системы при возникновении небольших сбоев, например, когда дерево падает на линию электропередачи. Энергосистемы включают связь, переключение и автоматическое планирование, что позволяет автоматизировать эти действия.

Отключите поврежденную линию электропередач, чтобы изолировать неисправность
Отрегулируйте настройки генератора, чтобы предотвратить скачки напряжения и частоты

Преимущества

Это единственная известная стратегия, которая может обеспечить высокую доступность.

Недостатки

Эта философия обслуживания требует индивидуальной разработки с дополнительными компонентами.

См. Также

Ссылки