冷熱沖擊試驗(yàn)箱可靠性與可用性，必須分清楚的兩個(gè)概念

可靠性的概念大家比較熟悉，先了解一下什么是可用性？

【可用性】

產(chǎn)品在任一時(shí)刻需要和開(kāi)始執(zhí)行任務(wù)時(shí)，處于可工作或可使用狀態(tài)的程度。可用性的概率度量成可用度。

【固有可用度】

僅與工作時(shí)間和修復(fù)性維修時(shí)間有關(guān)的一種可用性參數(shù)。其一種度量方法為：產(chǎn)品的平均故障間隔時(shí)間與平均故障間隔時(shí)間和平均修復(fù)時(shí)間的和之比。

【可達(dá)可用度】

僅與工作時(shí)間、修復(fù)性維修和預(yù)防性維修時(shí)間有關(guān)的一種可用性參數(shù)。其一種度量方法為：產(chǎn)品的工作時(shí)間與工作時(shí)間、修復(fù)性維修時(shí)間、預(yù)防性維修時(shí)間的和之比。

下面談?wù)剶?shù)據(jù)中心關(guān)于可靠性與可用性的理解

（1）絕大部分產(chǎn)品對(duì)象對(duì)業(yè)務(wù)連續(xù)性提出了非常高的要求；

（2）任何設(shè)備和系統(tǒng)都是要發(fā)生故障的，這是不爭(zhēng)的事實(shí)；

（3）連續(xù)性要求意味著，希望把故障影響的時(shí)間縮到短，也就是說(shuō)系統(tǒng)要有可修復(fù)能力，修復(fù)時(shí)間越短越好；

（4）于是就出現(xiàn)了衡量修復(fù)能力和修復(fù)時(shí)間的指標(biāo)：平均修復(fù)時(shí)間MTTR（Mean Time Repair）

（5） 可靠性指標(biāo)之一是平均*時(shí)間MTBF（Mean Time Between Failures）

（6）有了MTBF和MTTR，就可以表達(dá)系統(tǒng)可用性（可用度）A(t)

（7）可用性A(t)的定義：電子系統(tǒng)在使用過(guò)程中，可以正常使用的時(shí)間與總時(shí)間之比。

越來(lái)越多的廠商和用戶(hù)已經(jīng)形成這樣一個(gè)共識(shí)： 真正能為用戶(hù)帶來(lái)價(jià)值的是其可用性，在概念上它包含了系統(tǒng)中設(shè)備的可靠性、可管理性和可維護(hù)性。可用性高意味著給用戶(hù)更多的正常使用時(shí)間。可用性成為數(shù)據(jù)中心規(guī)劃設(shè)計(jì)的功能指標(biāo)，對(duì)可用性的研究促進(jìn)了數(shù)據(jù)中心技術(shù)的全面發(fā)展，成為數(shù)據(jù)中心規(guī)劃設(shè)計(jì)、建造、設(shè)備研發(fā)制造的重要的思維方法和企業(yè)哲學(xué)。

當(dāng)然，我們還經(jīng)常遇到持久性說(shuō)法，持久性和可用性的含義，可以用下面這個(gè)圖來(lái)理解。

這個(gè)圖只是簡(jiǎn)要的說(shuō)明含義，實(shí)際系統(tǒng)中還有集群、容災(zāi)等等各種環(huán)節(jié)，為了不分散焦點(diǎn)，無(wú)關(guān)本質(zhì)的部分都略去不提。

簡(jiǎn)單的說(shuō)，數(shù)據(jù)可訪問(wèn)就叫available——可用（這個(gè)翻譯很靠譜）。而數(shù)據(jù)暫時(shí)不可訪問(wèn)，但是過(guò)段時(shí)間費(fèi)些力氣能找回來(lái)，這樣的狀態(tài)已經(jīng)不能叫available，但仍然屬于durable——持久（這個(gè)翻譯實(shí)在讓人抓狂，可是既然從早年數(shù)據(jù)庫(kù)領(lǐng)域就一直這么翻譯，現(xiàn)在已經(jīng)成了固定用法，手動(dòng)無(wú)奈）。只有數(shù)據(jù)*丟失，永遠(yuǎn)找不回來(lái)的狀態(tài)，才超出durable的范圍。

可見(jiàn)，持久性比可用性更基礎(chǔ)，前者是后者的必要非充分條件。從數(shù)值描述上，持久性≥可用性。

    一般談?wù)摮志眯院涂捎眯裕夹枰螂[或顯的在百分?jǐn)?shù)前面加個(gè)“年度”的限定。比如99%可用性，是指每年宕機(jī)時(shí)間不超過(guò)3.65天，即87.6小時(shí)。而99.9%可用性，就意味著每年宕機(jī)時(shí)間不超過(guò)8.76小時(shí)。人們常提的5個(gè)9高可用，即99.999%可用性，折算下來(lái)每年宕機(jī)時(shí)間才僅有5.256分鐘。

    那么一個(gè)霸氣側(cè)漏的每年5個(gè)9高可用系統(tǒng)，在100年時(shí)間里可用性是多少呢？理論上似乎是仍然足夠威風(fēng)的99.9%可用性（計(jì)算結(jié)果應(yīng)該是略小于99.90005%一丟丟），可是這顯然不太合常理。再?gòu)?qiáng)壯的硅基物種，在機(jī)房里負(fù)重蹲上100年，肯定早就*散架了。

    所以持久性和可用性的另外一個(gè)隱含限定——正常壽命之內(nèi)。可惜對(duì)硅基物種正常壽命的界定，也是真假信息混雜。

可靠性與可用性之間的關(guān)系

（1）可靠性表達(dá)式之一：

故障率λ(t):將單位時(shí)間內(nèi)損壞的元件數(shù)據(jù)與在該時(shí)間斷間內(nèi)工作元件總數(shù)之比作為表示在該時(shí)間段內(nèi)元件可靠性程度的數(shù)據(jù)。也可以說(shuō)成是在單位時(shí)間內(nèi)的故障數(shù)相對(duì)于依然正常工作的元件數(shù)的比值，在值稱(chēng)為“故障強(qiáng)度”或失效率。

（2）可靠性表達(dá)式之二：

可靠度R(t)：設(shè)備或系統(tǒng)在一段時(shí)間內(nèi)不發(fā)生故障的概率

                                 （當(dāng)λ(t)是一個(gè)常數(shù)時(shí)）

（3）可靠性表達(dá)式三：

平均*間隔時(shí)間MTBF：

   （假定t<<MTBF時(shí)）

（4）可用性表達(dá)式：

可靠性與可用性之間的關(guān)系

（5）從“不停電”觀念的變化看可靠性與可用性的區(qū)別：

可靠性與可用性之間的關(guān)系

（6）R(t)、A(t)、MTBF、MTTR都是概率指標(biāo)

MTBF與產(chǎn)品生命周期無(wú)關(guān)

舉例：

以50萬(wàn)個(gè)25歲的人作為抽樣；

在一年的時(shí)間內(nèi)，收集這些人口的“故障”數(shù)據(jù)；

這些人口的生活時(shí)間是500000×1年=50萬(wàn)人年；

在這一年當(dāng)中，有625個(gè)人“出現(xiàn)故障”；

故障率為625個(gè)故障/50萬(wàn)人年=0.125%/年；

MTBF是故障率的倒數(shù)，即1/0.00125=800年；

設(shè)備的MTBF是以產(chǎn)品穩(wěn)定運(yùn)行階段（舉例中的25歲）的失效率計(jì)算的，所以與產(chǎn)品生命周期無(wú)關(guān)。

如果產(chǎn)品MTBF=10萬(wàn)小時(shí)；

失效率λ=0.00001；

還可以計(jì)算出月失效率、日失效率、小時(shí)失效率；

如果在產(chǎn)品生命周期內(nèi)，λ為常數(shù)；

則在任意一個(gè)時(shí)間段內(nèi)，產(chǎn)品都有失效（故障）的可能性；

產(chǎn)品安裝后，隨時(shí)都可能發(fā)生故障嗎，但不等于沒(méi)達(dá)到MTBF=10萬(wàn)小時(shí)指標(biāo)。

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