關(guān)于可用性的計算

　　通常在一般情況下，數(shù)據(jù)中心行業(yè)用于計算可用性的公認的公式其實并未真實準確的反映數(shù)據(jù)中心操作運營現(xiàn)場的實際停機時間。整個數(shù)據(jù)中心行業(yè)也承認這一事實。但是，與之其可能用于支持關(guān)鍵負載的總時間量相比，該行業(yè)通常并沒有任何其他方法來計算設(shè)備“用于服務(wù)”的時間量。

　　業(yè)界普遍接受的用于計算可用性的公式如下：

　　Ai = MTBF / (MTBF + MTTR)

　　其中，Ai是固有的或隱含的可用性，MTBF是平均故障間隔時間，而MTTR是平均修復(fù)時間。

　　此公式的目的是為了使設(shè)備的所有者能夠就其UPS系統(tǒng)達到其使用壽命期限，并將停止服務(wù)的時間量建立一個合理的期望值。但是，根據(jù)伊頓公司的一份名為《最大化UPS可用性》的白皮書準確地說明了使用這種方法所存在的諸多問題。最重要的是，這種方法未能將機械設(shè)備在檢查、一般性維護、故障排除、等待技術(shù)員到達或等待零件裝運期間實施關(guān)閉的時間包括在內(nèi)。因此，UPS設(shè)備實際的服務(wù)時間將進一步下降，而其停機中斷的實際時間量遠大于該公式所計算得出的值。在大多數(shù)情況下，對于數(shù)據(jù)中心的所有者、設(shè)施管理人員和維護提供者而言，想要真實準確的計算出某款特定設(shè)備的實際服務(wù)時間量的確是相當困難的，無論該設(shè)備是否是在運行中。存在這種困難的原因就在于設(shè)備本身并不能記錄服務(wù)于企業(yè)業(yè)務(wù)的開始/停止時間，這其中缺乏在實際執(zhí)行工作任務(wù)時向企業(yè)組織報告的能力。由此所導致的結(jié)果便是：精確確定的一款設(shè)備的服務(wù)時間段與一款設(shè)備實際執(zhí)行其預(yù)期工作的時間段方面存在巨大差距。

　　而靜態(tài)UPS系統(tǒng)的制造商們解決可用性問題的一種方式便是通過UPS中的一個靜態(tài)旁路，將第二電源并入到方程式中。通過這樣的方式，上面的計算方程公式就變成雙電源。主電源(整流器，電池和逆變器)的可用性現(xiàn)在得以能夠與一個靜態(tài)旁路的MTBF和MTTR耦合。在以下兩種情況下，這種解決方案是非常不錯的：您企業(yè)的靜態(tài)交換機開關(guān)必須傳輸，而備份電源(實用程序)必須可用。因此，盡管現(xiàn)在隱含可用性更大，但實際的可用性則是相同的。如果UPS脫機，無論工作負載是否來自旁路，UPS實際上都是不可用的。

　　關(guān)于操作的可用性

　　關(guān)于可用性的真正的衡量方法是操作的可用性，在這種測量方法中，一款系統(tǒng)在運行時的總時間被表示為其所需要的總時間的百分比。

　　AO =正常運行時間/運行周期

　　該公式考慮了所有可能造成服務(wù)中斷或造成設(shè)備恢復(fù)使用延遲的因素。這些因素可以包括從等待技術(shù)人員的到來;到等待設(shè)備零件的配備等等方方面面。這個公式衡量了企業(yè)客戶實際經(jīng)歷的停機時間，無論這類停機時間是計劃內(nèi)的還是計劃外的。

　　盡管估計一款設(shè)備在發(fā)生故障失敗之前能夠正常運行多長時間(MTBF)，以及對其實施修復(fù)需要花費多長時間(MTTR)固然是很好的，但這樣做的話就不能為一旦一款開始投入服務(wù)可能發(fā)生怎么的狀況提供切合實際的期望�，F(xiàn)在，考慮到構(gòu)成典型的關(guān)鍵任務(wù)基礎(chǔ)設(shè)施(例如，并聯(lián)開關(guān)設(shè)備、自動轉(zhuǎn)換開關(guān)、開關(guān)設(shè)備和發(fā)電機)的所有附加組件，故而一款關(guān)鍵任務(wù)系統(tǒng)的可用性的計算變得非常困難也是相當明顯的了。

　　項目概況

　　使用Euro-Diesel柴油動態(tài)UPS上提供的實時數(shù)據(jù)，使得計算每款系統(tǒng)中的每個模塊的運行可用性成為了可能。 在這個例子中，我們使用了由E1 Dynamics INC.公司在美國打造的第一個項目的數(shù)據(jù)。 這個為美國聯(lián)邦政府所開展的項目包括兩個階段。第一階段涉及在2009年9月委托的一款單一的2,000kVA / 1,600kW柴油旋轉(zhuǎn)式UPS系統(tǒng)(DRUPS)模塊;第二階段，是在2011年8月委托的冗余2,000kVA / 1,600kW DRUPS。該系統(tǒng)最初設(shè)計為易于擴展， 使得添加第二模塊的更容易。

　　DRUPS：操作可用性

　　在DRUPS的正常操作運營期間，工作負載通過一個連接到DRUPS交流發(fā)電機的扼流圈進入。 對于被認為“受保護”的工作負載，交流發(fā)電機應(yīng)該是旋轉(zhuǎn)的。 交流發(fā)電機有兩個電源：第一個是公用供電公司，第二個是柴油發(fā)動機。 其中一個或另一個必須可用于交流發(fā)電機旋轉(zhuǎn)。

　　這便是可以計算實際可用性的領(lǐng)域了。該款Euro-Diesel No-Break KS具備在交流發(fā)電機旋轉(zhuǎn)期間，跟蹤確切時間的獨特能力。在這段時間內(nèi)，工作負載受到保護。使用這些數(shù)據(jù)，我們能夠計算操作可用性。

　　通過上面的示例，很容易計算出操作的可用性。2014年，DRUPS B的在線服務(wù)支持負載時長達8,752.1小時。2014年的總時間為8,760小時。通過這些數(shù)字可以計算得出99.91%的操作可用性。換句話說，該款DRUPS一年內(nèi)的總離線時間共計為7.9小時。這個數(shù)字是所有維護、修理、診斷和緊急服務(wù)時間的總和。

　　當對較長時間段內(nèi)的數(shù)據(jù)進行檢查時，設(shè)備的整個生命周期中的操作可用性開始變得明顯。DRUPS B于2009年9月投產(chǎn)。我們的數(shù)據(jù)收集于5個月后開始。截至2016年6月，該款設(shè)備在線運行時間總計達55,400小時，其中總的運行小時數(shù)為55,536。操作可用性為99.76% ——即一年的維護，診斷，故障排除和維修停機時間僅為21小時。

　　意外停機時間

　　進一步對數(shù)據(jù)進行檢測觀察，我們可以查找異常，以便幫助我們確定設(shè)備的生命周期問題，操作問題或服務(wù)相關(guān)事件。2014年DRUPS A就經(jīng)歷過這樣的事件。該設(shè)備停用服務(wù)時長總共為153小時。柴油發(fā)動機的制造商被要求讓設(shè)備離線以執(zhí)行工廠召回。之后該DRUPS才恢復(fù)了服務(wù)。

　　這種類型的事件將不會對使用MTBF和MTTR的理論上的可用性產(chǎn)生任何影響。其不是公式的一部分。使用操作可用性作為度量，可以計算其影響。此外，加上153小時到總小時數(shù)(8,572.1 + 153)，產(chǎn)生了99.84%的操作可用性。將該值與模塊B相比較，可以確定DRUPS可能離線的總時間的良好基線。

　　總結(jié)

　　操作可用性是一個重要的指標，可以評估在關(guān)鍵任務(wù)應(yīng)用中所使用的不同技術(shù)。當對一種技術(shù)與另一種技術(shù)進行比較時，重要的是要考慮所有受到技術(shù)變化影響的領(lǐng)域。DRUPS的更大容量使得與靜態(tài)UPS系統(tǒng)的直接比較變得復(fù)雜。一款2,000kVA / 1,600kW DRUPS缺少任何靜態(tài)等值，通常需要兩個或三個靜態(tài)單元來執(zhí)行同樣的工作任務(wù)。由于設(shè)備數(shù)量的增加，會使得維護事件和發(fā)生停機中斷的數(shù)量受到負面影響。類似地，在上述該示例中，DRUPS位于減音罩之外。其不需要空調(diào)、溢出遏制、電池維護等，也無需一個物理建筑以承載容納和保護設(shè)備。而當測量關(guān)鍵任務(wù)基礎(chǔ)設(shè)施的可用性時，所有這些因素都應(yīng)該考慮在內(nèi)。

　　關(guān)于作者

　　本文作者Brian Olsen是E1 Dynamics公司美國東部區(qū)域市場銷售經(jīng)理，該公司是Euro-Diesel S.A.制造的柴油旋轉(zhuǎn)式UPS系統(tǒng)(DRUPS)的北美經(jīng)銷商。公司專注于全球業(yè)務(wù)發(fā)展，Brian致力于為大型復(fù)雜任務(wù)、關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施提供執(zhí)行監(jiān)督。他曾供職于北美最大的數(shù)據(jù)中心業(yè)主，工程師和設(shè)施管理人員合作共事。