La redundancia activa es un concepto de diseño que aumenta la disponibilidad operativa y reduce los costos operativos al automatizar la mayoría de las acciones de mantenimiento 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 militar durante la Primera Guerra Mundial. El enfoque utilizado para la supervivencia fue instalar una placa de blindaje gruesa para resistir el fuego de armas e instalar múltiples armas.
Esto se volvió inasequible y poco práctico durante la Guerra Fría, cuando los aviones y los sistemas de misiles se volvieron comunes.
El nuevo enfoque consistía en construir sistemas distribuidos que siguieran funcionando cuando los componentes se dañaran. Esto depende de formas muy rudimentarias 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 formal que involucren redundancia activa para sistemas críticos donde el trabajo correctivo no es deseable o no es práctico para corregir fallas durante el funcionamiento normal.
Se requiere que los aviones comerciales tengan múltiples sistemas informáticos, sistemas hidráulicos y sistemas de propulsión redundantes para que una sola falla del equipo en vuelo no cause pérdida de vidas.
Un resultado más reciente de este trabajo es Internet, que se basa en una red troncal de enrutadores que brindan la capacidad de redirigir automáticamente la comunicación sin intervención humana cuando ocurren fallas.
Los satélites colocados en órbita alrededor de la Tierra deben incluir redundancia activa masiva para garantizar que la operación continuará durante una década o más a pesar de fallas inducidas por fallas normales, fallas inducidas por radiación y choque térmico.
Esta estrategia domina ahora los sistemas espaciales, aeroespaciales y de misiles.
El mantenimiento requiere tres acciones, que generalmente implican tiempo de inactividad y costos 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 capacidad excedente afecta la confiabilidad general del sistema al limitar los efectos de una falla.
Por ejemplo, si se necesitan dos generadores para alimentar una ciudad, entonces "N+1" serían tres generadores para permitir una falla única. De manera similar, "N+2" serían cuatro generadores, lo que permitiría que un generador fallara mientras un segundo generador ya ha fallado.
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 lo largo 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 tuberías cuando se cierran un número limitado de válvulas o se apagan las bombas. [3]
La redundancia activa en componentes activos requiere una reconfiguración cuando se produce una falla. La programación informática debe reconocer la falla y reconfigurarse automáticamente para restablecer el funcionamiento.
Todas las computadoras modernas proporcionan lo siguiente cuando se habilita una función existente a través de informes de fallas .
Los dispositivos mecánicos deben reconfigurarse, como los ajustes de transmisión en los 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 menores, 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 alta disponibilidad.
Esta filosofía de mantenimiento requiere un desarrollo personalizado con componentes adicionales.
