Khi bỏ chi phí đầu tư cho thiết bị tích hợp trong hệ thống nhà máy hay bất kỳ ngành sản xuất nào khác, yếu tố “hiệu quả lâu dài” luôn được các chủ doanh nghiệp đề cao. Sự cân nhắc giữa tiêu chuẩn thương mại và công nghiệp sẽ có những khác biệt để đánh giá hiệu quả phần cứng. Ví dụ như máy tính công nghiệp.

Có một số điểm khác biệt rõ ràng giữa máy tính tiêu dùng và PC công nghiệp, bao gồm cấu hình thành phần, lựa chọn I / O, hệ số hình thức và vật liệu sản xuất. Một trong những thách thức cố hữu đối với các hệ thống IPC là chúng phải chịu được sự khắc nghiệt của môi trường công nghiệp, chống lại tác nhân gây hại trong không khí, nhiệt độ khắc nghiệt, sốc, rung và nhiễu điện từ để ngăn ngừa hư hỏng hoặc hỏng hóc và giảm thời gian ngừng hoạt động của phần cứng. Khi ngày càng nhiều hệ thống máy tính được triển khai trong các ứng dụng công nghiệp quan trọng, độ tin cậy tổng thể của phần cứng IPC đã trở thành một lợi thế quan trọng.

>> Xem thêm: Sự khác biệt chính giữa máy tính công nghiệp và máy tính thương mại

Có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến độ tin cậy của máy tính công nghiệp:

1. Lựa chọn các thành phần đáng tin cậy nhất. Một máy tính bao gồm hàng triệu bộ phận - một bộ phận bị lỗi và mọi thứ dừng lại. Kiểm soát chất lượng là chìa khóa thành công.

2. Thiết kế tản nhiệt tốt bên trong vỏ để đảm bảo tản nhiệt đầy đủ

3. Nhiệt độ môi trường xung quanh.

4. Sử dụng ổ cứng trên 5 năm.

5. Bụi bẩn trong môi trường bẩn ảnh hưởng đến quá trình thoát nhiệt từ các bộ phận bên trong.

6. Quạt vi xử lý kém chất lượng thường bị lỗi.

7. Sự ô nhiễm hóa học do sự hiện diện của clo và lưu huỳnh trong không khí. Những hóa chất này kết hợp với các dấu vết đồng mịn trên các phần tử bộ nhớ và gây ra hiện tượng ngắn.

8. Sử dụng máy tính không quạt trong tủ kín ngăn cản sự trao đổi nhiệt.

9. Không thay bộ lọc không khí Airflow nên dễ bị bám bụi vào bên trong hệ thống.

10. Bảo quản dài hạn không đúng cách ở độ ẩm vượt quá 50% RH. Ôxít hình thành và bắt đầu ăn mòn trong thời gian dài hơn.

Vậy để xác định phần cứng có độ tin cậy cao, chúng ta cần lưu ý những gì?

Quá trình xác định và định lượng độ tin cậy của hệ thống máy tính công nghiệp

Quyết định mua sản phẩm không nên chỉ dựa trên các bộ tính năng. Bạn cũng nên xem xét tuổi thọ của sản phẩm. Hiểu các phương pháp được sử dụng để dự đoán vòng đời sản phẩm sẽ giúp bạn đưa ra quyết định sáng suốt.

Thời gian trung bình giữa các lần hỏng hóc (MTBF) là số lần hỏng hóc trên một triệu giờ đối với một sản phẩm. Đây là thông số phổ biến nhất được sử dụng để dự đoán tuổi thọ của sản phẩm. Các ngành công nghiệp và các nhà tích hợp có xu hướng chú ý nhiều đến MTBF, nhưng người tiêu dùng thường bị chi phối bởi giá cả. Họ có thể không nhận ra rằng một sản phẩm có tuổi thọ ngắn thực sự không phải là một món hời.

Thời gian trung bình để sửa chữa (MTTR) là thời gian cần thiết để sửa chữa mô-đun phần cứng bị lỗi. Thời gian cài đặt thực tế chỉ là một phần của câu chuyện. Thời gian cần thiết để có được phần mới cũng là một yếu tố. Bạn sẽ cần tính đến phương án dự phòng trong thời gian ngừng hoạt động để hạn chế tối đa thiệt hại về chi phí.

Thời gian thất bại trung bình (MTTF) là thước đo độ tin cậy cho các hệ thống không thể sửa chữa. Đó là thời gian dự kiến ​​cho đến khi thiết bị bị lỗi và cần được thay thế. MTTF là một giá trị thống kê và được tính bằng giá trị trung bình trong một khoảng thời gian dài và một số lượng lớn các đơn vị. MTBF nên được sử dụng để chỉ các hạng mục có thể sửa chữa được, trong khi MTTF nên được sử dụng cho các hạng mục không thể sửa chữa. Tuy nhiên, MTBF thường được sử dụng cho cả các hạng mục có thể sửa chữa và không thể sửa chữa.

FIT thể hiện số lần hỏng hóc dự kiến ​​trên một tỷ giờ hoạt động của một thiết bị. Thuật ngữ này rất quan trọng trong ngành công nghiệp bán dẫn nhưng cũng được sử dụng bởi các nhà sản xuất linh kiện. FIT có thể được định lượng theo một số cách. Ví dụ bao gồm 1000 thiết bị trong 1 triệu giờ, 1 triệu thiết bị trong 1000 giờ và các kết hợp tương tự khác. Giới hạn PHÙ HỢP và Độ tin cậy (CL) thường được cung cấp cùng nhau. Trong cách sử dụng phổ biến, tuyên bố về độ tin cậy 95% vào điều gì đó thường được coi là biểu thị sự chắc chắn ảo. Trong thống kê, tuyên bố về độ tin cậy 95% chỉ đơn giản có nghĩa là nhà nghiên cứu đã thấy điều gì đó xảy ra chỉ xảy ra một lần trong hai mươi hoặc ít hơn. Ví dụ, các nhà sản xuất linh kiện sẽ lấy mẫu nhỏ của một thành phần, thử nghiệm trong x số giờ và sau đó xác định xem có bất kỳ lỗi nào trong tấm thử nghiệm hay không. CL sẽ dựa trên số lần hỏng hóc đã xảy ra.

Ngoài việc tính toán MTBF, các nhà quản lý đảm bảo chất lượng nên theo dõi tất cả các lỗi tại hiện trường được báo cáo cũng như các nguyên nhân gốc rễ. Việc kết hợp tất cả dữ liệu này sẽ tạo ra dự đoán chính xác hơn về thời gian sử dụng của sản phẩm. Vì quá trình này cần thời gian, nên việc tính toán MTBF và các dự đoán khác về độ tin cậy là một quá trình liên tục.

MTBF có thể thay đổi. Ví dụ, RoHS “(Hạn chế các chất độc hại”) được Cộng đồng Châu Âu bắt buộc vào năm 2006. Nếu một sản phẩm đã phát hành được phát triển lại để đáp ứng sự tuân thủ RoHS, thì toàn bộ quá trình tính toán phải được thực hiện lại. Các bộ phận mới, tuân thủ RoHS có thể có vòng đời khác với các bộ phận mà chúng thay thế.

Chứng nhận ISO-9001 cho thấy nhà sản xuất đã tính toán MTBF một cách chính xác. Các công ty được chứng nhận ISO đã cam kết đáp ứng các mục tiêu “cải tiến liên tục” và “không có khuyết điểm”. Điều đó có nghĩa là một sản phẩm sẽ được kiểm tra nghiêm ngặt theo nhiều cách, bao gồm cả việc có các phòng thí nghiệm bên ngoài chứng nhận thích hợp. Sản phẩm có nhiều khả năng trở nên hoàn hảo và đầy đủ chức năng như được quảng bá.

Các phương pháp về độ tin cậy như MTTR, MTTF và FIT áp dụng cho các sản phẩm hoặc cho các thành phần cụ thể. Tuy nhiên, MTBF vẫn là thước đo cơ bản đánh giá độ tin cậy của hệ thống đối với hầu hết các sản phẩm. Giá trị thực của các phép tính MTBF thường bị tranh cãi, đôi khi được gọi là không liên quan và thường bị hiểu nhầm. Tuy nhiên, nó vẫn là một công cụ rất hữu ích khi đánh giá mua sản phẩm. Luôn yêu cầu giá trị MTBF, luôn tìm hiểu thông tin đó hiện tại như thế nào và luôn tìm hiểu xem nó dựa trên tiêu chuẩn nào. Điều đó sẽ giúp bạn lựa chọn một cách khôn ngoan và chọn sản phẩm thích hợp cho ứng dụng của mình.

>> Xem thêm: Mách nhỏ công thức lựa chọn Máy Tính Công Nghiệp tốt nhất | Best Industrial Computer

Những thách thức của dữ liệu MTBF trong máy tính công nghiệp

Dữ liệu MTBF chỉ đơn giản là không tính đến các biến bên ngoài vốn rất quan trọng trong việc thực sự hiểu được tuổi thọ dự kiến ​​của một hệ thống. Hãy xem xét ví dụ dưới đây về một dự án thiết kế hệ thống máy tính có quạt. Người quản lý chương trình mong muốn đạt được độ tin cậy của hệ thống ít nhất là 95% đối với toàn bộ hệ thống và mong muốn tỷ lệ tin cậy của quạt là 99% trong năm đầu tiên sử dụng. Để đảm bảo an toàn, nhóm thiết kế ước tính rằng hệ thống, và do đó quạt, sẽ hoạt động 24 giờ một ngày, điều này phổ biến trong các cơ sở công nghiệp. Điều này có nghĩa là trong năm đầu tiên, hệ thống sẽ hoạt động tổng cộng 8.760 giờ.

Cho trước, 50.000 giờ MTBF cho quạt và sử dụng dự kiến ​​là 8.760 giờ mỗi năm, thì độ tin cậy (xác suất thành công) chỉ dành cho quạt tại một năm là bao nhiêu. Để tính toán kết quả này, hãy sử dụng hàm độ tin cậy. Trong đó (t) là thời gian tính bằng giờ và theta là MTBF cũng tính bằng giờ. R (t) là xác suất không xảy ra thời gian làm thêm giờ thứ t. 8760 chia cho 50.000 là 0,1752. Dấu âm và số mũ, để tìm R (8,760) = 83,9% Có nghĩa là khoảng 16% quạt dự kiến ​​sẽ hỏng trong vòng 1 năm. Riêng chiếc quạt này dự kiến ​​sẽ tiêu tốn thêm ngân sách và hơn thế nữa. Nó thậm chí còn tồi tệ hơn trong 5 năm. R (5 * 8,760) = 41,6% hoặc hơn một nửa số quạt dự kiến ​​sẽ hỏng trong vòng 5 năm. Đã đến lúc tìm một chiếc quạt hoặc giải pháp làm mát khác.

Trong thập kỷ qua, ngành công nghiệp máy tính đã bắt đầu nhận ra những lợi thế khác biệt của làm mát thụ động và các hệ thống không quạt ngày càng trở nên phổ biến trên các tầng nhà máy. Tuy nhiên, không phải tất cả các máy tính không quạt đều được tạo ra như nhau. Phần lớn thế hệ CPU mới nhất tiêu thụ công suất từ ​​8 đến 100 watt. Nguyên tắc Bảo toàn năng lượng quy định rằng năng lượng tiêu thụ phải được thải ra theo tỷ lệ bằng nhau, và trong trường hợp bộ xử lý máy tính và các thành phần khác sử dụng năng lượng trong hệ thống, năng lượng đó chủ yếu được thải ra dưới dạng nhiệt. Về mặt kỹ thuật, việc không có quạt có thể làm cho hệ thống “không có quạt”, nhưng điều đó không có nghĩa là hệ thống sẽ thoát nhiệt cần thiết một cách hiệu quả để ngăn linh kiện quá nóng hoặc điều chỉnh hiệu suất không mong muốn. Hiệu suất và độ tin cậy của các hệ thống không quạt thay đổi rất nhiều dựa trên loại làm mát thụ động, chất lượng của vật liệu được sử dụng và cách bố trí các bộ phận bên trong. Công nghệ không quạt kết hợp khả năng làm mát ở trạng thái rắn, bảo vệ chống xâm nhập và độ chắc chắn để cho phép lắp đặt các PC dạng nhỏ hầu như ở mọi nơi, ngay cả trong những môi trường có không gian giới hạn nhất.

Lợi ích của PC công nghiệp có tỷ lệ MTBF thấp

Trong rất nhiều bài chia sẻ trước đây, nexcom.vn đã chỉ ra ưu điểm của máy tính công nghiệp không quạt so với máy tính công nghiệp có quạt và máy tính văn phòng cấp tiêu dùng.  Không chỉ dừng lại ở tính năng, PC công nghiệp không quạt đáp ứng các tiêu chuẩn về độ bền, thiết kế để hoạt động ổn định 24/7/365 trong các môi trường hoạt động khắc nghiệt.

Ưu điểm PC không quạt:

• Nhỏ gọn, tiết kiệm điện năng
• Thiết kế không quạt, loại bỏ lỗi dễ gây ra hỏng hóc nhất với máy tính.
• Tăng khả năng bảo vệ, kéo dài tuổi thọ của các thiết bị bên trong máy tính do thiết kế kín, ngăn bụi, ẩm xâm nhập vào bên trong.
• Làm mát thụ động, không cần vệ sinh máy thường xuyên. Nếu là PC có quạt, nhân viên kỹ thuật sẽ cần lên kế hoạch kiểm tra và vệ sinh máy thường xuyên.
• Hoạt động ổn định, tỷ lệ hỏng hóc rất thấp...

Với một phần cứng hoạt động ít xảy ra lỗi sẽ được khuyến khích triển khai trong các dự án có sứ mệnh quan trọng, trong chuỗi cung ứng sản xuất hay hệ thống quản lý phân tán, ví dụ như các trạm thu phí không dừng. Việc cắt cử nhân sự khắc phục sự cố nhiều lần cho khách hàng ở những vị trí xa xôi, hay tới các khu vực trong vùng dịch...là điều không mong muốn. Với PC có độ tin cậy cao, tỷ lệ xảy ra hỏng hóc thấp chắc chắn sẽ là xu hướng được nhân rộng trong những năm tới.

Từ các dự án đã triển khai của khách hàng và kinh nghiệm thực tế, người dùng dần có xu hướng chuyển sang sử dụng PC công nghiệp không quạt. Rất nhiều dự án triển khai PC công nghiệp không quạt tại Việt Nam thành công và nhận được phản hồi tích cực từ khách hàng: trạm radar quân sự, trạm cân điện tử, hệ thống giám sát giao thông, trạm thu phí không dừng...

Thái Bình: Hệ thống camera thông minh tích hợp máy tính công nghiệp và switch công nghiệp chính thức đi vào vận hành

Máy tính công nghiệp lắp đặt trong 33 trạm thu phí không dừng giai đoạn II

188 máy tính công nghiệp NISE3800E và NISE3900E triển khai trong ứng dụng chuyên dụng