计算密集型应用的增长 以及对可靠电源解决方案（包括支持 人工智能增长 和 边缘计算的服务和应用）的持续需求推动了对高功率UPS系统的需求。随着行业和市场的扩张，这些研究凸显了UPS系统的弹性在关键数字基础设施设计中日益 重要的作用 。
随着这些基础设施日益成为日常功能不可或缺的一部分，不间断电源 (UPS) 系统的可靠性不容低估。可靠性设计 (DFR) 是维持正常运行时间的基石，它为构建高弹性和高效的 UPS 系统提供了全面的方法。我们最新的洞察报告《实现不间断电源：UPS 系统的可靠性设计》深入探讨了 DFR 的基本原理及其在 UPS 系统设计中的应用，强调了其对数据中心运营商和 IT 工程师的运营和技术意义。
了解可靠性设计（DFR）
DFR 是一种工程方法，将可靠性融入产品开发的每个阶段，从概念化到生命周期管理再到淘汰。它是一系列针对产品、应用程序和流程的程序和测试，涵盖项目开发周期中从规划和设计阶段到开发阶段的各个阶段。DFR 旨在检验项目在特定或极端环境和情况下，在确定和预期的生命周期内的性能和功能：
- 与系统的凝聚力和可集成性
- 可靠性
- 优化（作为延伸的、前瞻性的考虑）
从运营角度来看，从一开始就考虑可靠性往往比实施后再进行可靠性测试更具成本效益。DFR 中实践的并行工程使工程团队能够从不同角度聚集在一起，就预期问题展开协作，从而消除可能导致被忽视问题的工程孤岛：功率要求、装配限制、制造限制、供应链约束、环境因素、导致故障的负载以及过早损坏的原因只是不同团队在开发过程中必须处理的部分问题。通过在设计、原型设计和测试阶段进行协作，团队可以在产品开发过程中获得可靠性的基准数据和洞察，缩短和优化开发和部署时间，并使系统、组件、程序和流程能够复制和标准化。
图 1. 湿尘测试是考虑室外安装设备的实际环境条件的众多验证测试之一。
对于 UPS 系统，DFR 包含严格的分析、测试和反馈机制，旨在最大限度地降低故障风险，保护业务运营和已投资资产，并提升其在各种条件下的性能。通过从一开始就优先考虑可靠性，UPS 系统可以更好地保护敏感设备，即使在电源异常或故障期间也能实现持续运行。
产品可靠性
DFR 的核心是设计故障模式与影响分析 (DFMEA)，这是一种识别潜在故障模式及其影响的系统方法。工程师可以利用从客户反馈和严格的验证测试中汲取的经验教训来强化产品设计。例如， Vertiv™ Trinergy™ UPS 系统集成了分布式电池等功能，以提高容错能力，并采用自隔离核心以防止故障蔓延，即使在极端条件下也能实现持续运行和操作。
验证和确认测试对于确认UPS系统符合严格的性能标准也至关重要。这些测试包括工程验证测试 (EVT) 和设计验证测试 (DVT)，用于评估UPS系统在各种运行条件下的弹性。此外，还包括抗震测试和高加速寿命测试 (HALT) 等其他测试，模拟真实场景，以验证UPS系统的耐用性和可靠性。
应用程序可靠性
人工智能可变负载、高温和湿度水平是 DFR 持续研究、测试和验证的不断变化的参数之一。人工智能应用的兴起给 UPS 系统带来了新的挑战。与传统 IT 负载不同，人工智能可变负载的功率波动迅速且剧烈。UPS 系统必须能够处理这些动态负载，且不影响稳定性。先进的 UPS 解决方案（例如具有强大过载能力和自适应控制算法的解决方案）对于有效管理人工智能应用的电源需求至关重要。
此外，数据中心的环境千差万别，需要应对各种严苛条件，例如极冷、极热以及高湿度。即使在环境控制措施受到影响的情况下，UPS 系统也必须保持性能和可靠性。高工作温度耐受性和湿度管理能力等特性使 UPS 系统能够承受恶劣条件并降低停机风险。
工艺可靠性
制造流程的每个阶段都必须包含嵌入式质量流程和控制措施。遵守质量管理体系 (QMS) 和 ISO9001 等认证，可以确保产品始终符合严格的可靠性标准。监控现场故障率 (FFR) 和一次合格率 (FPY) 等关键指标有助于实现并保持高质量的成果。供应商质量也至关重要，需要定期审核和实施改进计划，以监控其是否符合严格的标准。
结论
DFR不仅仅是一种指导工程团队的理论方法。它是一个精简的框架，可用于分析、控制和预测可靠性，从而减少预期时间内的缺陷、问题和材料过早老化。随着运营商应对不断变化的法律法规、资源消耗以及投资技术的快速变化，企业应结合各自的目标，比以往任何时候都更加重视现有技术的长期可用性和适用性。
对于数据中心运营商和企业IT工程师来说，投资可靠的UPS系统至关重要。DFR是一种涵盖从概念设计到使用寿命的综合方法，可用于维护和确认UPS系统能够承受各种运行需求，从人工智能可变负载到恶劣的环境条件。制造商可以通过嵌入质量流程和利用先进的测试方法来提供可靠且持续供电的UPS解决方案。DFR在UPS设计中的作用将在保护关键数字基础设施和实现无缝业务运营方面变得越来越重要。
白皮书：实现不间断电源：UPS 系统的可靠性设计
了解如何在 UPS 系统中应用 DFR 来增强关键数字基础设施的弹性并在整个生命周期内保护关键资产。
