快速溫變?cè)囼?yàn)箱可靠性與可用性如何區(qū)分

可靠性的概念大家比較熟悉，先了解一下什么是可用性？
【可用性】
產(chǎn)品在任一時(shí)刻需要和開始執(zhí)行任務(wù)時(shí)，處于可工作或可使用狀態(tài)的程度?？捎眯缘母怕识攘砍煽捎枚?。
【固有可用度】
僅與工作時(shí)間和修復(fù)性維修時(shí)間有關(guān)的一種可用性參數(shù)。其一種度量方法為：產(chǎn)品的平均故障間隔時(shí)間與平均故障間隔時(shí)間和平均修復(fù)時(shí)間的和之比。
【可達(dá)可用度】
僅與工作時(shí)間、修復(fù)性維修和預(yù)防性維修時(shí)間有關(guān)的一種可用性參數(shù)。其一種度量方法為：產(chǎn)品的工作時(shí)間與工作時(shí)間、修復(fù)性維修時(shí)間、預(yù)防性維修時(shí)間的和之比。
 
下面談?wù)剶?shù)據(jù)中心關(guān)于可靠性與可用性的理解
（1）絕大部分產(chǎn)品對(duì)象對(duì)業(yè)務(wù)連續(xù)性提出了非常高的要求；
（2）任何設(shè)備和系統(tǒng)都是要發(fā)生故障的，這是不爭(zhēng)的事實(shí)；
（3）連續(xù)性要求意味著，希望把故障影響的時(shí)間縮到最短，也就是說系統(tǒng)要有可修復(fù)能力，修復(fù)時(shí)間越短越好；
（4）于是就出現(xiàn)了衡量修復(fù)能力和修復(fù)時(shí)間的指標(biāo)：平均修復(fù)時(shí)間MTTR（Mean Time Repair）
（5） 可靠性指標(biāo)之一是平均無故障時(shí)間MTBF（Mean Time Between Failures）
（6）有了MTBF和MTTR，就可以表達(dá)系統(tǒng)可用性（可用度）A(t)
（7）可用性A(t)的定義：電子系統(tǒng)在使用過程中，可以正常使用的時(shí)間與總時(shí)間之比。

越來越多的廠商和用戶已經(jīng)形成這樣一個(gè)共識(shí)： 真正能為用戶帶來價(jià)值的是其可用性，在概念上它包含了系統(tǒng)中設(shè)備的可靠性、可管理性和可維護(hù)性?？捎眯愿咭馕吨o用戶更多的正常使用時(shí)間。可用性成為數(shù)據(jù)中心規(guī)劃設(shè)計(jì)的第一功能指標(biāo)，對(duì)可用性的研究促進(jìn)了數(shù)據(jù)中心技術(shù)的全面發(fā)展，成為數(shù)據(jù)中心規(guī)劃設(shè)計(jì)、建造、設(shè)備研發(fā)制造的最重要的思維方法和企業(yè)哲學(xué)。
 
當(dāng)然，我們還經(jīng)常遇到持久性說法，持久性和可用性的含義，可以用下面這個(gè)圖來理解。
這個(gè)圖只是簡(jiǎn)要的說明含義，實(shí)際系統(tǒng)中還有集群、容災(zāi)等等各種環(huán)節(jié)，為了不分散焦點(diǎn)，無關(guān)本質(zhì)的部分都略去不提。
簡(jiǎn)單的說，數(shù)據(jù)可訪問就叫available——可用（這個(gè)翻譯很靠譜）。而數(shù)據(jù)暫時(shí)不可訪問，但是過段時(shí)間費(fèi)些力氣能找回來，這樣的狀態(tài)已經(jīng)不能叫available，但仍然屬于durable——持久（這個(gè)翻譯實(shí)在讓人抓狂，可是既然從早年數(shù)據(jù)庫(kù)領(lǐng)域就一直這么翻譯，現(xiàn)在已經(jīng)成了固定用法，手動(dòng)無奈）。只有數(shù)據(jù)徹底丟失，永遠(yuǎn)找不回來的狀態(tài)，才超出durable的范圍。
可見，持久性比可用性更基礎(chǔ)，前者是后者的必要非充分條件。從數(shù)值描述上，持久性≥可用性。

     一般談?wù)摮志眯院涂捎眯裕夹枰螂[或顯的在百分?jǐn)?shù)前面加個(gè)“年度”的限定。比如99%可用性，是指每年宕機(jī)時(shí)間不超過3.65天，即87.6小時(shí)。而99.9%可用性，就意味著每年宕機(jī)時(shí)間不超過8.76小時(shí)。人們常提的5個(gè)9高可用，即99.999%可用性，折算下來每年宕機(jī)時(shí)間才僅有5.256分鐘。
 
     那么一個(gè)霸氣側(cè)漏的每年5個(gè)9高可用系統(tǒng)，在100年時(shí)間里可用性是多少呢？理論上似乎是仍然足夠威風(fēng)的99.9%可用性（精確計(jì)算結(jié)果應(yīng)該是略小于99.90005%一丟丟），可是這顯然不太合常理。再?gòu)?qiáng)壯的硅基物種，在機(jī)房里負(fù)重蹲上100年，肯定早就徹底散架了。
 
     所以持久性和可用性的另外一個(gè)隱含限定——正常壽命之內(nèi)?？上?duì)硅基物種正常壽命的界定，也是真假信息混雜。
 
可靠性與可用性之間的關(guān)系
（1）可靠性表達(dá)式之一：
故障率λ(t): 將單位時(shí)間內(nèi)損壞的元件數(shù)據(jù)與在該時(shí)間斷間內(nèi)工作元件總數(shù)之比作為表示在該時(shí)間段內(nèi)元件可靠性程度的數(shù)據(jù)。也可以說成是在單位時(shí)間內(nèi)的故障數(shù)相對(duì)于依然正常工作的元件數(shù)的比值，在值稱為“故障強(qiáng)度”或失效率。

（2）可靠性表達(dá)式之二：
可靠度R(t)：設(shè)備或系統(tǒng)在一段時(shí)間內(nèi)不發(fā)生故障的概率 
（3）可靠性表達(dá)式三：
平均無故障間隔時(shí)間MTBF：
（4）可用性表達(dá)式：
可靠性與可用性之間的關(guān)系
（5）從“不停電”觀念的變化看可靠性與可用性的區(qū)別：
（6）R(t)、A(t)、MTBF、MTTR都是概率指標(biāo)
MTBF與產(chǎn)品生命周期無關(guān)

舉例：
以50萬個(gè)25歲的人作為抽樣；
在一年的時(shí)間內(nèi)，收集這些人口的“故障”（死亡）數(shù)據(jù)；
這些人口的生活時(shí)間是500000×1年=50萬人年；
在這一年當(dāng)中，有625個(gè)人“出現(xiàn)故障”；
故障率為625個(gè)故障/50萬人年=0.125%/年；
MTBF是故障率的倒數(shù)，即1/0.00125=800年；
設(shè)備的MTBF是以產(chǎn)品穩(wěn)定運(yùn)行階段（舉例中的25歲）的失效率計(jì)算的，所以與產(chǎn)品生命周期無關(guān)。
 
如果產(chǎn)品MTBF=10萬小時(shí)；
失效率λ=0.00001；
還可以計(jì)算出月失效率、日失效率、小時(shí)失效率；
如果在產(chǎn)品生命周期內(nèi)，λ為常數(shù)；
則在任意一個(gè)時(shí)間段內(nèi)，產(chǎn)品都有失效（故障）的可能性；
產(chǎn)品安裝后，隨時(shí)都可能發(fā)生故障嗎，但不等于沒達(dá)到MTBF=10萬小時(shí)指標(biāo)。
 
可靠性與可用性的幾個(gè)概念
（1）可靠性和可用性定義的范圍屬性：
① 元件可靠性；
② 部件可靠性；
③ 設(shè)備可靠性；
④ 系統(tǒng)可靠性（UPS系統(tǒng)、1+1 UPS系統(tǒng)、2N UPS系統(tǒng)、整個(gè)供電系統(tǒng)）；
⑤ 在冗余容錯(cuò)系統(tǒng)中，設(shè)備故障不等于系統(tǒng)故障，設(shè)備故障率，不等于系統(tǒng)可靠性。
（2）可靠性和可用性定義的時(shí)間屬性；
① 月可靠性；
② 年可靠性；
③ 整個(gè)生命周期內(nèi)的可靠性
（3）產(chǎn)品功能、應(yīng)用范圍的界定
被比較的產(chǎn)品必須在功能、性能及應(yīng)用方面相同或相似。如果是UPS、功能是為所連接的IT負(fù)載提供備用電源。如果沒有相似的應(yīng)用，就不可能進(jìn)行公正的MTBF比較，例如對(duì)工業(yè)用途和IT用途的UPS進(jìn)行比較是不切合實(shí)際的。
MTBF比較中所用系統(tǒng)的邊界必須等同。以使用外部電池的UPS系統(tǒng)為例，某些供應(yīng)商可能選擇不包括由這些電池導(dǎo)致的故障，其他供應(yīng)商可能選擇包括電池故障?？赡軐?dǎo)致不一致邊界的組件還包括輸入和輸斷路器。旁路系統(tǒng)。保險(xiǎn)絲和控制系統(tǒng)。
（4）故障定義：
① 是否將用戶操作失誤（人為因素）導(dǎo)致的故障計(jì)在內(nèi)？
② 是否將由供應(yīng)商維修人員導(dǎo)致的負(fù)載停用也統(tǒng)計(jì)在內(nèi)？產(chǎn)品設(shè)計(jì)本身是否有提高風(fēng)險(xiǎn)程序出現(xiàn)故障的可能性？
③ 如果設(shè)備上的LED（發(fā)光二極管）出現(xiàn)故障，是否屬于故障（雖然它沒有影響設(shè)備的運(yùn)行）？
④ 如果耗材（例如電池）的使用期比預(yù)期的時(shí)間要短，是否屬于故障？
⑤ 運(yùn)輸造成的損壞是否屬于故障，這可能表明包裝的設(shè)計(jì)不當(dāng)？
⑥ 安裝過程導(dǎo)致的故障是否統(tǒng)計(jì)在內(nèi)，此故障可能是供應(yīng)商技術(shù)人員引起的？
⑦ 如果用戶沒有購(gòu)買推薦的維護(hù)合同或監(jiān)視系統(tǒng)，是否將故障統(tǒng)計(jì)在內(nèi)？
⑧ 系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)水平；
⑨ 用戶對(duì)設(shè)備的性能不可接受；
⑩ 發(fā)電機(jī)啟動(dòng)時(shí)有啟動(dòng)成功率問題；
? 交流輸入完全斷開時(shí)，電池供電有成功率問題。

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