Por Arturo di Filippi, director de ofertas alta potencia global en Vertiv
La demanda de sistemas UPS de alta potencia se ve impulsada por el crecimiento de las aplicaciones de alto consumo de recursos y la necesidad constante de soluciones energéticas fiables, incluyendo servicios y aplicaciones que impulsen el crecimiento de la IA y la computación en el borde. Tras la expansión de la industria y el mercado, estos estudios destacan el papel cada vez más crucial de la resiliencia de los sistemas UPS en el diseño de infraestructuras digitales críticas.
A medida que estas infraestructuras se vuelven cada vez más esenciales para las funciones cotidianas, la confiabilidad de los sistemas de alimentación ininterrumpida (SAI) es fundamental. El diseño para la confiabilidad (DFR) es fundamental para mantener la disponibilidad, ofreciendo un enfoque integral para crear sistemas SAI resilientes y eficientes.
Nuestro último documento de análisis, “Cómo habilitar energía ininterrumpida: diseño para confiabilidad en sistemas UPS”, profundiza en los principios básicos de DFR y su aplicación en el diseño de sistemas UPS, destacando su importancia operativa y técnica para los operadores de centros de datos y los ingenieros de TI.
Comprensión del diseño para la confiabilidad (DFR)
La DFR es un enfoque de ingeniería que integra la confiabilidad en cada etapa del desarrollo de un producto, desde la conceptualización hasta la gestión del ciclo de vida y la obsolescencia. Consiste en una serie de procedimientos y pruebas en productos, aplicaciones y procesos que se llevan a cabo desde las etapas de planificación y diseño hasta la fase de desarrollo del ciclo de desarrollo de un proyecto. La DFR tiene como objetivo examinar el rendimiento y las funciones de un proyecto en entornos y situaciones específicos o extremos a lo largo de un ciclo de vida identificado y previsto para:
- Cohesión e integrabilidad con los sistemas
- Fiabilidad
- Optimización (como una consideración ampliada y con visión de futuro)
Desde una perspectiva operativa, considerar la confiabilidad desde el principio suele ser más rentable que realizar pruebas de confiabilidad después de la implementación. La ingeniería concurrente practicada en DFR permite a los equipos de ingeniería unirse y colaborar en las preocupaciones anticipadas desde diversos puntos de vista, eliminando los silos de ingeniería que pueden causar problemas que se espera que pasen desapercibidos: requisitos de energía, limitaciones para el ensamblaje, restricciones en la fabricación, restricciones en la cadena de suministro, consideraciones ambientales, cargas que inducen fallos y causas de deterioro prematuro son solo algunas de las preocupaciones que los diferentes equipos deberán operar durante el desarrollo.
Al unirse durante las etapas de diseño, creación de prototipos y pruebas, los equipos pueden tener datos de referencia y conocimientos durante el proceso de desarrollo del producto para garantizar la confiabilidad, reducir y optimizar los tiempos de desarrollo e implementación, y habilitar sistemas, componentes, programas y procedimientos que se puedan duplicar y estandarizar.
Para los sistemas UPS, la DFR implica rigurosos análisis, pruebas y mecanismos de retroalimentación para minimizar los riesgos de fallo, proteger las operaciones comerciales y los activos invertidos, y optimizar el rendimiento en diversas condiciones. Al priorizar la fiabilidad desde el principio, los sistemas UPS pueden proteger mejor los equipos sensibles y permitir un funcionamiento continuo, incluso durante anomalías o fallos de suministro eléctrico.
Confiabilidad del producto
En el corazón del DFR se encuentra el Análisis de Modos y Efectos de Fallas de Diseño (DFMEA), un enfoque sistemático para identificar posibles modos de fallo y sus impactos. Los ingenieros pueden fortalecer los diseños de productos aprovechando las lecciones aprendidas de los comentarios de los clientes y las rigurosas pruebas de verificación. Por ejemplo, el sistema UPS Vertiv Trinergy incorpora características como baterías distribuidas para una mejor tolerancia a fallos y núcleos autoaislantes para evitar la propagación de fallos, lo que permite un funcionamiento continuo incluso en condiciones extremas.
Las pruebas de revisión y validación también son cruciales para confirmar que los sistemas SAI cumplen con los estrictos estándares de rendimiento. Estas pruebas, que incluyen las pruebas de validación de ingeniería (EVT) y las pruebas de validación de diseño (DVT), evalúan la resiliencia de los sistemas SAI en diversas condiciones operativas. Pruebas adicionales, como la resiliencia sísmica y las pruebas de vida altamente acelerada (HALT), simulan escenarios reales para validar la durabilidad y la fiabilidad de los sistemas SAI.
Confiabilidad de la aplicación
Las cargas variables de IA, las altas temperaturas y los niveles de humedad se encuentran entre los parámetros en evolución que DFR investiga, prueba y verifica continuamente. El auge de las aplicaciones de IA presenta nuevos desafíos para los sistemas SAI. A diferencia de las cargas de TI tradicionales, las cargas variables de IA presentan fluctuaciones de potencia rápidas e intensas. Los sistemas SAI deben diseñarse para gestionar estos perfiles dinámicos sin comprometer la estabilidad. Las soluciones SAI avanzadas, como las que ofrecen gran capacidad de sobrecarga y algoritmos de control adaptativo, son esenciales para gestionar eficazmente las demandas de energía de las aplicaciones de IA.
Además, los centros de datos se encuentran en diversos tipos de entornos y se enfrentan a condiciones adversas, como temperaturas extremadamente frías o calientes y alta humedad. Los sistemas UPS deben mantener su rendimiento y fiabilidad incluso cuando se ven comprometidos los controles ambientales. Características como la alta tolerancia a la temperatura de funcionamiento y la capacidad de gestión de la humedad permiten a los sistemas UPS soportar condiciones adversas y reducir el riesgo de tiempo de inactividad.
Confiabilidad del proceso
Los procesos y controles de calidad integrados deben incluirse en cada fase del proceso de fabricación. El cumplimiento de los sistemas de gestión de calidad (SGC) y certificaciones como la ISO 9001 garantiza que los productos cumplan sistemáticamente con los estrictos estándares de fiabilidad. La monitorización de métricas clave, como la tasa de fallos en campo (FFR) y el rendimiento a la primera pasada (FPY), contribuye a lograr y mantener resultados de alta calidad. La calidad de los proveedores también es fundamental, por lo que se implementan auditorías periódicas y programas de mejora para supervisar el cumplimiento de los rigurosos estándares.
Conclusión
La DFR es más que un enfoque teórico que guía a los equipos de ingeniería. Es un marco simplificado que permite analizar, controlar y anticipar la confiabilidad para reducir defectos, problemas y la degradación prematura de los materiales durante un período determinado. A medida que los operadores abordan la evolución de los mandatos legales, el consumo de recursos y la rápida evolución de las tecnologías invertidas, las empresas deben ajustar sus respectivos objetivos y considerar, más que nunca, la usabilidad y aplicabilidad a largo plazo de las tecnologías disponibles.
Invertir en sistemas UPS diseñados para garantizar la confiabilidad es crucial para los operadores de centros de datos y los ingenieros de TI empresariales. El DFR, como un enfoque integral que abarca desde la conceptualización hasta el final de su vida útil, puede utilizarse para mantener y confirmar que los sistemas UPS resistan diversas demandas operativas, desde cargas variables de IA hasta condiciones ambientales adversas.
Los fabricantes pueden ofrecer soluciones SAI que proporcionen fiabilidad y energía continua mediante la integración de procesos de calidad y el uso de metodologías de prueba avanzadas. El papel del DFR en el diseño de SAI será cada vez más importante para proteger las infraestructuras digitales críticas y facilitar la fluidez de las operaciones comerciales.