A alta disponibilidade é um pré-requisito para edge computação. Eis o que é disponibilidade, como você pode torná-la mais disponível e por que alta disponibilidade é essencial para edge computação.
O que é disponibilidade?
Você já teve problemas com seu PC? Nesse caso, o PC não será utilizável até que seja reparado para o propósito original. Você não poderá usar seu PC até que o conserte. PCs com baixas taxas de utilização em tais casos são chamados de “baixa disponibilidade”. Por outro lado, os sistemas com altas taxas de operação são chamados de “altamente disponíveis” devido a situações em que são difíceis de quebrar e continuar a operação estável, ou porque têm um sistema que pode ser reparado imediatamente mesmo se falharem. Em outras palavras, pode-se pensar na disponibilidade quanto ao uso de seu sistema quando se deseja utilizá-lo. É importante observar que existem palavras que têm significados semelhantes, como “confiabilidade” e “capacidade de manutenção”. “Confiabilidade” é principalmente um tipo de dificuldade para quebrar um sistema. O caso de quebra é a quantidade de problemas que você pode operar depois de ligar o sistema. A confiabilidade é geralmente expressa em uma base de tempo usando um indicador chamado de tempo médio entre falhas (também conhecido como MTBF para “Tempo Médio entre Falhas”). Quanto mais alto o valor MTBF, maior o intervalo entre falhas, o que significa que ele é mais confiável.
Outra “facilidade de manutenção” representa a facilidade de manutenção e reparo. Em outras palavras, quanto tempo levará após a ocorrência de problemas? É comum pensar sobre isso com base no tempo, que usa um indicador chamado Mean Time To Recovery (MTTR) em inglês. O MTTR, ao contrário do MTBF, é melhor com um número menor. Em outras palavras, quanto menor o tempo para a recuperação, mais fácil é a sua manutenção.
A disponibilidade é geralmente chamada de “taxa de utilização”, que é a soma do MTTR e MTBF. Em outras palavras, a relação entre a melhoria da confiabilidade e a possibilidade de manutenção também melhora a disponibilidade.
Como qualquer sistema, incluindo os sistemas de produção, deve ser tão alto quanto o custo permite, várias medidas foram tomadas para aumentar a disponibilidade. Vamos dar uma olhada especificamente.
Como posso aumentar a disponibilidade?
- Fornecer redundância
É comum fornecer “redundância” ao sistema para aumentar a disponibilidade de redundância. Um exemplo de redundância é ter dois sistemas idênticos. Se você executar dois sistemas alternadamente, você pode continuar a executar no outro se um parar. Há um sistema em funcionamento, mas é uma grande vantagem poder continuar usando o mesmo sistema o tempo todo. Em lugares familiares, as companhias aéreas sempre têm dois ou mais motores para garantir redundância e disponibilidade. - No caso dos sistemas de informação
uma maneira de usar uma versão estável do sistema operacional e do software é um histórico comprovado. Este software é rápido para responder a problemas, e mesmo se houver um bug ou problema, eles são freqüentemente resolvidos imediatamente, de modo que uma operação relativamente estável pode ser esperada. - No caso de sistemas de produção
a abordagem de melhorar a capacidade de serviço é também uma forma de aumentar a disponibilidade. Atualmente, os sensores são freqüentemente instalados em equipamentos de fabricação com o objetivo de reduzir o tempo de manutenção e prever falhas. Detectando movimentos não naturais de produtos e equipamentos com sensores, processando-os com servidores edge e notificando rapidamente o pessoal de reparo, é possível reduzir o tempo entre a falha e o início do reparo (monitoramento remoto). Além disso, se o servidor edge tiver a capacidade de aprendizado, é possível prever falhas. Isto é chamado de manutenção preditiva, e a edge computação é considerada uma tecnologia que contribui muito para esta realização.
A necessidade de alta disponibilidade em edge computação
Com base no conhecimento básico de disponibilidade visto até agora, vamos considerar a linha de produção de semicondutores como um cenário concreto onde a alta disponibilidade é necessária. Os principais inimigos da linha de produção de semicondutores são a poeira e o pó. A razão é que os semicondutores são projetados em nanômetros (um bilionésimo de um metro) e, é claro, eles executam um trabalho muito fino na fabricação. Por esta razão, mesmo a poeira invisível ao olho humano pode ter um grande impacto no mundo dos nanômetros.
A poeira se move no ar, de modo que se difundem quando o fluxo de ar é perturbado. Por esta razão, é necessário controlar sempre o fluxo de ar, e em salas limpas, o ar flui de cima para baixo sem falhas, chamado fluxo para baixo. Além disso, como o ar é perturbado mesmo ao abrir e fechar a porta, é possível evitar ao máximo a influência, tornando a entrada e saída da sala limpa uma porta dupla.
Entretanto, os seres humanos são os elementos que quebram estes mecanismos estritos. Os seres humanos se movem, por todos os meios, para que o ar flua. Além disso, o suor e a respiração podem contaminar as bolachas semicondutoras. Estes poluentes humanos saem por todos os meios, desde que sejam ativos pelos humanos, e não podem ser parados.
Por esta razão, em salas limpas, a operação sem supervisão é muitas vezes realizada sem colocar humanos o máximo possível, exceto para a partida e manutenção da linha. O monitoramento remoto com computação edge , como mencionado anteriormente, é considerado muito eficaz nestes ambientes.
Outra razão para a alta disponibilidade é que o preço total da linha é extremamente alto. Uma vez que a fabricação de semicondutores é muito bem processada, muitas vezes é necessária uma precisão próxima ao limite, e não é raro que a linha seja capaz de exceder centenas de bilhões a mais de 100 bilhões de ienes em alguns casos. Além disso, por ser também uma estrutura de mercado em que a onda de demanda muda significativamente, é comum fazer investimentos de capital para lançar uma linha de produção de uma só vez. A fim de recuperar o investimento de capital o mais rápido possível, ela funcionará 24 horas por dia, 365 dias por ano. De certa forma, é natural que a disponibilidade de equipamentos de fabricação seja necessária a um nível elevado em tal ambiente.
E se você implantar computação de baixa disponibilidade edge nestas linhas de produção de alta disponibilidade? Essencialmente, a função exigida de um servidor edge não é apenas coletar dados do produto, mas também monitorar interrupções repentinas e defeitos nos equipamentos de fabricação e notificar o departamento responsável. Em outras palavras, é necessário monitorar constantemente os defeitos e problemas que não sabem quando eles ocorrerão. Se os servidores edge que precisam ser monitorados o tempo todo forem parados com freqüência, eles não serão capazes de cumprir o papel necessário de detectar problemas nos equipamentos de fabricação. Em outras palavras, a alta disponibilidade dos servidores edge pode ser uma característica fundamental exigida dos servidores edge .
No que diz respeito aos custos, você deve escolher uma alta disponibilidade para servidores edge .
Hoje em dia, a vida útil do ciclo de vendas de vários produtos foi encurtada. Como resultado, o estilo de lançar rapidamente linhas de produção e recuperar o investimento de capital de uma só vez não é mais tão incomum para a fabricação. Isto também significa que as operações desacompanhadas e as operações 24/7 estão se tornando cada vez mais comuns. Para alcançar a alta disponibilidade necessária nestes ambientes, talvez você queira implantar edge computação em seus sistemas de produção. Entretanto, o próprio servidor edge também deve estar altamente disponível para combinar com o sistema de produção. Portanto, na medida em que o custo é aceitável, é melhor escolher aquele com alta disponibilidade dos servidores edge .
