La redundancia activa es un concepto de diseño que aumenta la disponibilidad operativa y reduce los costos operativos al automatizar las acciones de mantenimiento más críticas.
Este concepto está relacionado con el mantenimiento basado en condiciones y el informe de fallas . [1]
El requisito inicial comenzó con los sistemas de combate militares durante la Primera Guerra Mundial. El enfoque utilizado para la supervivencia fue instalar una placa de blindaje gruesa para resistir el fuego de las armas e instalar múltiples armas.
Esto se volvió inasequible y poco práctico durante la Guerra Fría, cuando los sistemas de aviones y misiles se volvieron comunes.
El nuevo enfoque consistía en construir sistemas distribuidos que siguieran funcionando cuando los componentes estuvieran dañados. Esto depende de formas muy toscas de inteligencia artificial que realizan la reconfiguración obedeciendo reglas específicas. Un ejemplo de este enfoque es la computadora AN/UYK-43 .
Se requieren filosofías de diseño formales que impliquen redundancia activa para sistemas críticos donde la mano de obra correctiva no es deseable o poco práctica para corregir fallas durante el funcionamiento normal.
Se requiere que las aeronaves comerciales tengan múltiples sistemas informáticos, sistemas hidráulicos y sistemas de propulsión redundantes para que una sola falla en el equipo en vuelo no cause la pérdida de vidas.
Un resultado más reciente de este trabajo es Internet, que se basa en una columna vertebral de enrutadores que brindan la capacidad de redirigir automáticamente las comunicaciones sin intervención humana cuando ocurren fallas.
Los satélites colocados en órbita alrededor de la Tierra deben incluir una redundancia activa masiva para garantizar que la operación continúe durante una década o más a pesar de las fallas inducidas por fallas normales, fallas inducidas por la radiación y choques térmicos.
Esta estrategia domina ahora los sistemas espaciales, los aviones y los sistemas de misiles.
El mantenimiento requiere tres acciones, que normalmente implican tiempos de inactividad y costes laborales de alta prioridad:
La redundancia activa elimina el tiempo de inactividad y reduce los requisitos de mano de obra al automatizar las tres acciones. Esto requiere cierta cantidad de inteligencia artificial automatizada .
N significa equipo necesario. La cantidad de exceso de capacidad afecta la confiabilidad general del sistema al limitar los efectos de la falla.
Por ejemplo, si se necesitan dos generadores para alimentar una ciudad, entonces "N+1" serían tres generadores para permitir una sola falla. De manera similar, "N+2" serían cuatro generadores, lo que permitiría que un generador fallara mientras que un segundo generador ya falló.
La redundancia activa mejora la disponibilidad operativa de la siguiente manera.
La redundancia activa en componentes pasivos requiere componentes redundantes que compartan la carga cuando ocurre una falla, como en el cableado y las tuberías.
Esto permite redistribuir las fuerzas a través de un puente para evitar fallas si un vehículo rompe un cable. [2]
Esto permite que el flujo de agua se redistribuya a través de las tuberías cuando se cierra un número limitado de válvulas o se apagan las bombas. [3]
La redundancia activa en componentes activos requiere reconfiguración cuando ocurre una falla. La programación de la computadora debe reconocer la falla y reconfigurarla automáticamente para restaurar la operación.
Todas las computadoras modernas brindan lo siguiente cuando se habilita una función existente a través del informe de fallas .
Los dispositivos mecánicos deben reconfigurarse, como los ajustes de transmisión en vehículos híbridos que tienen sistemas de propulsión redundantes. El motor de petróleo arrancará cuando falle la energía de la batería.
Los sistemas de energía eléctrica deben realizar dos acciones para evitar una falla total del sistema cuando ocurren fallas más pequeñas, como cuando un árbol cae sobre una línea eléctrica. Los sistemas de energía incorporan comunicación, conmutación y programación automática que permite automatizar estas acciones.
Esta es la única estrategia conocida que puede lograr una alta disponibilidad.
Esta filosofía de mantenimiento requiere un desarrollo personalizado con componentes adicionales.
