सक्रिय अतिरिक्तता

सक्रिय अतिरिक्तता एक डिजाइन अवधारणा है जो परिचालन उपलब्धता को बढ़ाती है और सबसे महत्वपूर्ण संरक्षण कार्यों को स्वचालित करके परिचालन कीमत को कम करती है।

यह अवधारणा स्थिति-आधारित संरक्षण और दोष प्रतिवेदन से संबंधित है।

इतिहास

प्रथम विश्व युद्ध के समय सैन्य युद्ध प्रणालियों के साथ प्रारंभिक आवश्यकता प्रारंभ हुई। जीवित रहने के लिए उपयोग किया जाने वाले उपागम बंदूक दागने की क्रिया का विरोध करने और कई बंदूकें स्थापित करने के लिए मोटी कवच ​​​​प्लेट स्थापित करना था।

शीत युद्ध के समय यह अवहनीय और अव्यावहारिक हो गया जब विमान और मिसाइल प्रणाली सामान्य हो गए।

नया दृष्टिकोण उन वितरित प्रणालियों का निर्माण करना था जो घटकों के क्षतिग्रस्त होने पर काम करना जारी रखती हैं। यह कृत्रिम बुद्धि के बहुत अपरिष्कृत रूपों पर निर्भर करता है जो विशिष्ट नियमों का अनुसरण करके पुनर्संरचना करते हैं। इस दृष्टिकोण का एक उदाहरण एएन/यूके-43 कंप्यूटर है।

महत्वपूर्ण प्रणालियों के लिए सक्रिय अतिरिक्तता से जुड़े औपचारिक डिजाइन दर्शन की आवश्यकता होती है जहां सामान्य संचालन के समय सुधारात्मक वर्ग अवांछनीय या अव्यवहारिक होता है।

व्यवसायिक विमानों के लिए कई निरर्थक अभिकलन तंत्र, द्रव चालित प्रणाली और प्रणोदन प्रणाली की आवश्यकता होती है ताकि एक भी विमान उपकरण की विफलता से जीवन की हानि न हो।

इस काम का अन्य हाल का परिणाम इंटरनेट है, जो अनुर्मागक के आधारभूत पर निर्भर करता है जो विफलताओं के होने पर मानवीय अंतःक्षेप के बिना स्वचालित रूप से संचार को पुनः मार्ग परिवर्तित करने की क्षमता प्रदान करता है।

पृथ्वी के चारों ओर कक्षा में रखे गए उपग्रहों में बड़े पैमाने पर सक्रिय अतिरिक्तता सम्मिलित होनी चाहिए ताकि सामान्य विफलता, विकिरण-प्रेरित विफलता और तापीय आघात से प्रेरित विफलताओं के होने के बाद भी संचालन एक दशक या उससे अधिक समय तक जारी रहे।

यह रणनीति अब अंतरिक्ष प्रणालियों, विमानों और मिसाइल प्रणालियों पर प्रभावित है।

सिद्धांत

संरक्षण के लिए तीन क्रियाओं की आवश्यकता होती है, जिसमें सामान्य रूप से व्यवरोध काल और उच्च प्राथमिकता वाली कार्य कीमत सम्मिलित होती है:

• स्वत: दोष का पता लगाने
• स्वचालित दोष विलगन
• स्वत: पुन: विन्यास

सक्रिय अतिरिक्तता तीनों क्रियाओं को स्वचालित करके व्यवरोध काल को समाप्त करता है और जनशक्ति आवश्यकताओं को कम करता है। इसके लिए कुछ मात्रा में स्वचालित कृत्रिम बुद्धि की आवश्यकता होती है।

N का तात्पर्य आवश्यक उपकरण है। अतिरिक्त क्षमता की मात्रा विफलता के प्रभावों को सीमित करके समग्र प्रणाली की विश्वसनीयता को प्रभावित करती है।

उदाहरण के लिए, यदि किसी शहर को बिजली देने के लिए दो जनरेटर (जनित्र) लगते हैं, तो "N+1" एक विफलता की स्वीकृति देने के लिए तीन जनरेटर होंगे। इसी तरह, "N + 2" चार जनरेटर होंगे, जो एक जनरेटर को विफल करने की स्वीकृति देगा जबकि दूसरा जनरेटर पहले ही विफल हो चुका होगा।

सक्रिय अतिरिक्तता परिचालन उपलब्धता में निम्नानुसार संशोधित करता है।

$A_{o}^{N}=0.99\ up\ time$

$\approx failed\ 90\ hours/year$

$A_{o}^{N+1}=1-\left((1-A_{o}^{N})\times (1-A_{o}^{N})\right)=0.9999\ up\ time$

$\approx failed\ 50\ minutes/year$

$A_{o}^{N+2}=1-\left((1-A_{o}^{N})\times (1-A_{o}^{N})\times (1-A_{o}^{N})\right)=0.999999\ up\ time$

$\approx failed\ 30\ seconds/year$

निष्क्रिय घटक

निष्क्रिय घटकों में सक्रिय अतिरिक्तता के लिए अनावश्यक घटकों की आवश्यकता होती है जो विफलता होने पर बोझ साझा करते हैं, जैसे केबलिंग और पाइपिंग।

यह एक वाहन के केबल फटने की स्थिति में विफलता को रोकने के लिए बलों को एक पुल पर पुनर्वितरित करने की स्वीकृति देता है।

यह सीमित संख्या में वाल्व बंद होने या पंप बंद होने पर पाइप के माध्यम से जल प्रवाह को पुनर्वितरित करने की स्वीकृति देता है।

सक्रिय घटक

विफलता होने पर सक्रिय घटकों में सक्रिय अतिरिक्तता को पुन: विन्यास करने की आवश्यकता होती है। कंप्यूटर प्रोग्रामिंग को विफलता को पहचानना चाहिए और संचालन को पुनर्स्थापित करने के लिए स्वचालित रूप से पुन: विन्यास करना चाहिए।

सभी आधुनिक कंप्यूटर निम्नलिखित प्रदान करते हैं जब एक सम्मिलित सुविधा गलती प्रतिवेदन के माध्यम से सक्षम होती है।

• स्वत: दोष का पता लगाने
• स्वत: दोष विलगन

यांत्रिक उपकरणों को पुन: विन्यास करना चाहिए, जैसे कि हाइब्रिड वाहनों पर संचरण समायोजन जिनमें निरर्थक प्रणोदन प्रणाली होती है। बैटरी विद्युत् विफल होने पर पेट्रोलियम इंजन चालू हो जाएगा।

जब छोटी-छोटी विफलताएं होती हैं, जैसे कि जब कोई पेड़ बिजली की लाइन पर गिरता है, तो कुल प्रणाली विफलता को रोकने के लिए विद्युत् शक्ति प्रणाली को दो क्रियाएं करनी चाहिए। शक्ति प्रणाली संचार, स्विचिंग और स्वचालित नियोजन को सम्मिलित करता है जो इन क्रियाओं को स्वचालित करने की स्वीकृति देता है।

• विफलता को अलग करने के लिए क्षतिग्रस्त बिजली लाइन को बंद कर दें
• विद्युत दाब और आवृत्ति बहिर्गमन को रोकने के लिए जनित्र समायोजन समायोजित करें

लाभ

यह एकमात्र ज्ञात रणनीति है जो उच्च उपलब्धता प्राप्त कर सकती है।

हानि

इस संरक्षण दर्शन के लिए अतिरिक्त घटकों के साथ प्रचलन विकास की आवश्यकता होती है।

यह भी देखें

• सक्रिय अतिरिक्तता
• परिचालन उपलब्धता
• दोष प्रतिवेदन