Оценка показателей достаточности комплекта запасных частей, инструментов и принадлежностей для источников бесперебойного питания центра обработки данных по паспортным данным

Цель. Предложить подход к оценке параметров комплекта запасных частей, инструментов и принадлежностей (ЗИП) по паспортным данным для промышленных источников бесперебойного питания (ИБП) центров обработки данных с применением современных методик.

Методы. В статье применяются методы теории надежности, теории марковских процессов, методы оптимизации.

Результаты. С использованием предложенного подхода для магистрально-модульных ИБП, имеющих резервирование с восстановлением и ограниченный ЗИП, определены этапы параметрического синтеза комплекта ЗИП. Для каждого этапа обосновано применение математических моделей, необходимых для расчета характеристик и параметров надежности комплектующих силовых модулей по показателям надежности ИБП, а также математические модели, связывающие показатели достаточности комплекта ЗИП с его параметрами. Использование этих моделей позволяет по паспортным данным об показателях показателям безотказности, ремонтопригодности и готовности ИБП рассчитать интенсивности отказов и восстановлений их силовых модулей, а также среднего времени до отказа и среднего времени до восстановления. В свою очередь полученные характеристики надежности являются исходными данными для расчета значений показателей достаточности комплекта ЗИП (среднего времени задержки удовлетворения заявок). Использование величины среднего времени задержки удовлетворения заявок комплектом ЗИП в качестве критерия для среднего времени до восстановления силового модуля позволяет сделать вывод о принципиальной возможности обеспечения заявленных в документации показателей надежности при его эксплуатации, а, следовательно, и о возможности применения этого ИБП. Если такая возможность существует, то используя значение среднего времени задержки удовлетворения заявок в качестве ограничения, а также с учетом ограничений на начальный уровень запасов в комплекте ЗИП, можно синтезировать комплект ЗИП (выбрать стратегию пополнения и определить ее параметры (время доставки и др.)). Сравнение логистических возможностей и полученных в итоге данных для выбранной стратегии пополнения позволит сделать окончательный вывод о возможности сохранения заявленных характеристик надежности ИБП в течение всего времени эксплуатации. С использованием предложенного подхода проведен синтез параметров одиночного комплекта запасных частей, инструмента и принадлежностей на примере ИБП «Protect 3.M».

Заключение. Предлагаемый в статье подход позволяет для промышленных ИБП, построенных по магистрально-модульной архитектуре с резервированием и восстановлением оценить, как принципиальную возможность обеспечения надежности, заявленной в документации на них, так и экономическую целесообразность их применения. Кроме того, если принципиальная возможность обеспечения надежности ИБП существует, но эксплуатационные затраты на ее поддержание неприемлемы, то следует оценить возможность сокращения числа ремонтных бригад (снижение затрат на их содержание) и/или применения более эффективных способов резервирования (смешанное резервирование, смешанное резервирование с ротацией и др.). Однако следует иметь в виду, что предложенный подход, основанный на использовании математических моделей не гарантирует 100% точности оценки параметров комплекта ЗИП, т.к. использованные в нем математические модели, как и любые другие модели, имеют ограниченную точность и полученные с их помощь результаты требуют экспериментального подтверждения либо испытаниями, либо подконтрольной эксплуатацией.

1. ГОСТ Р 30134-1-2018 Информационные технологии. Центры обработки данных. Ключевые показатели эффективности. Часть 1. Основные положения и общие требования. М.: Стандартинформ, 2018. IV. 10 С.

2. TIA-942. Data Center Standards Overview. ADC. 2006.

3. Модульный источник бесперебойного питания (ИБП), параллельное резервирование, стоечное исполнение 15 кВА-120 кВА. Волгоград. ООО «СИМЭНЕРГО» [электронный ресурс]. URL: https://simenergo.com/catalog/stancii/istochniki_bespereboynogo_pitaniya/aeg_power_solutions/ibp_aeg_protect_3_m_15_120_kva (дата обращения: 10.14.2021).

4. ГОСТ 27.002-2015. Межгосударственный стандарт. Надежность в технике. Термины и определения. М.: Стандартинформ, 2016. IV. 23 С.

5. ГОСТ 27.003-2016. Межгосударственный стандарт. Надежность в технике. Состав и общие правила задания требований по надежности. М.: Стандартинформ, 2017 IV. 18 С.

6. Жаднов В. В. Анализ требований к надежности центров обработки данных // Труды Международного симпозиума «Надежность и качество». Т. 1. Пенза: Издательство ПГУ, 2021. C. 247-251.

7. ОСТ 4Г 0.012.242-84. Отраслевой стандарт. Аппаратура радиоэлектронная. Методика расчета показателей надежности. М.: ВНИИ, 1985. 49 c.

8. ГОСТ 27.507-2015. Межгосударственный стандарт. Надежность в технике. Запасные части, инструменты и принадлежности. Оценка и расчет запасов. М.: Стандартинформ, 2016. III. 48 С.

9. ГОСТ 27.002-89. Межгосударственный стандарт. Надежность в технике. Основные понятия. Термины и определения. М.: Издательство стандартов, 1990. 37 С.

10. ГОСТ Р 51901.14-2007. Менеджмент риска. Структурная схема надёжности и булевы методы. М. Стандартинформ. 2008. IV. 23 С.

11. Строганов А., Жаднов В., Полесский С. Обзор программных комплексов по расчету надёжности сложных технических систем // Компоненты и технологии. 2007. № 5. С. 183-190.

12. Аварии в ЦОДах: статистика – вещь упрямая // ЦОДы РФ. 2013. № 13. С. 30-33.

13. Аверьянов Д., Куперман М. Правда «пяти девяток» // ИКС. 2010. № 6. С. 84-87.

14. Куперман М.Б. Аверьянов Д.Е. Подход к оценке надежности кластерных структур. // Научные ведомости. Сер. История. Политология. Экономика. Информатика. 2010. № 13. Вып. 15/1. С. 143-149.

15. Пример расчета «коэффициента готовности» для IT-системы. Хабр [электронный ресурс]. URL: https://habr.com/ru/post/418769/ (дата обращения: 10.14.2021).

16. Гончаров В.А. Методы оптимизации: учебное пособие. М.: МИЭТ, 2008. 188 с.

17. АСОНИКА-К-ЗИП 4.0 Жаднов В.В., Полесский С.Н. Свидетельство о регистрации программы для ЭВМ RU 2013661642, 11.12.2013. Заявка № 2013619731 от 25.10.2013.

18. Жаднов В.В., Лукина А.С., Целищев И. С. Оценка эффективности способов резервирования магистрально-модульных источников вторичного электропитания // Известия высших учебных заведений. Приборостроение. 2021. Т. 64. № 9. С. 741-751. DOI: 10.17586/00213454-2021-64-9-741-751.