巡檢在數(shù)據(jù)中心的作用
基礎(chǔ)設(shè)施是整個數(shù)據(jù)中心重要的組成部分，也是日常運行維護(hù)的關(guān)鍵。按照《數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施運行維護(hù)標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T 51314-2018），運行工作主要包括日常巡檢、啟停控制、參數(shù)設(shè)置、狀態(tài)監(jiān)控和優(yōu)化調(diào)節(jié)，運行的主要目的是確保生產(chǎn)工作的安全穩(wěn)定、保證質(zhì)量以及性能調(diào)優(yōu)；維護(hù)工作主要包括預(yù)防性維護(hù)、預(yù)測性維護(hù)和維修，維護(hù)的主要目的是提高系統(tǒng)可靠性、排除隱患以及延長設(shè)施的生命周期。其中，巡檢是發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)安全隱患的重要途徑。
巡檢周期：巡檢屬于運行工作的一部分，通常情況下，數(shù)據(jù)中心各專業(yè)每天都要開展4次以上的現(xiàn)場巡檢，每周至少開展一次全專業(yè)聯(lián)合巡檢，每月至少開展一次園區(qū)級的深度隱患巡檢巡查工作。同時，在重要節(jié)假日前、重大會議前、可預(yù)測的自然災(zāi)害發(fā)生前、上級電力系統(tǒng)檢修前等特殊時期，還需要開展有針對性、特定范圍的專項巡檢工作。
巡檢內(nèi)容：數(shù)據(jù)中心常規(guī)巡檢范圍覆蓋園區(qū)、電纜隧道、樓內(nèi)各機(jī)房等區(qū)域，除了需要觀察、記錄系統(tǒng)的運行環(huán)境和運行參數(shù)之外，通常還需要重點關(guān)注以下幾個方面：第一，蓄電池、儲油區(qū)、防疫酒精等數(shù)據(jù)中心重大危險源的狀況；第二，數(shù)據(jù)中心核心關(guān)鍵設(shè)施的運行狀況；第三，功率超限、環(huán)境升溫等運行數(shù)據(jù)的異常情況；第四，備品備件、應(yīng)急工器具、應(yīng)急物資等應(yīng)急設(shè)施的齊全良好情況。
人與機(jī)器人在巡檢中的作用
現(xiàn)階段，數(shù)據(jù)中心巡檢工作基本是以運維人員的現(xiàn)場巡檢與平臺運行數(shù)據(jù)分析相結(jié)合的方式開展。通過人的視覺、聽覺、嗅覺、味覺、觸覺對現(xiàn)場環(huán)境信息進(jìn)行采集，結(jié)合平臺各系統(tǒng)的運行數(shù)據(jù)，再根據(jù)經(jīng)驗進(jìn)行綜合判斷，確定系統(tǒng)是否處于正常運行狀態(tài)。如發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)運行存在安全隱患或處于異常狀態(tài)等情況，將找到問題所在并及時處理。人體各感官在巡檢中的主要作用和感知方式如圖1所示。
圖1 人體各感官在巡檢中的主要作用和感知方式
視覺
視覺是指通過觀察，發(fā)現(xiàn)外界事物的明暗、顏色、數(shù)值、痕跡。
在數(shù)據(jù)中心巡檢中，主要通過視覺采集來判斷有無：打火、冒煙、跑氣、冒水、滴液、漏液等現(xiàn)象，告警指示、開關(guān)、連接等狀態(tài)數(shù)據(jù)變化，溫度、電流、負(fù)載等運行數(shù)據(jù)變化，著火、煙霧等環(huán)境數(shù)據(jù)變化，蓄電池排酸、漏水等痕跡數(shù)據(jù)變化。
其中，狀態(tài)數(shù)據(jù)和運行數(shù)據(jù)的數(shù)值已基本實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化和數(shù)字化，前端采集、處理和后臺分析均可通過圖像識別等技術(shù)由巡檢機(jī)器人替代人工實現(xiàn)；但環(huán)境數(shù)據(jù)和痕跡數(shù)據(jù)由于采集和判斷都相對復(fù)雜，即使有相應(yīng)傳感器，也會因為數(shù)量、質(zhì)量和精準(zhǔn)度等原因無法做出準(zhǔn)確的分析，有可能出現(xiàn)誤判或漏判，因此短時間內(nèi)難以用巡檢機(jī)器人替代人工。
聽覺
聽覺是指在聲波作用下產(chǎn)生的對聲音特性的感覺，主要包括振幅和頻率。
在數(shù)據(jù)中心巡檢中，主要通過聽覺采集來判斷風(fēng)扇等設(shè)備聲音大小是否異常、水泵和皮帶等聲音狀態(tài)是否正常、水泵內(nèi)是否含氣或雜質(zhì)而產(chǎn)生異響、泵體是否由于不平衡產(chǎn)生噪聲和共振等，往往需要通過經(jīng)驗進(jìn)行判斷并給出結(jié)論。
現(xiàn)階段，聲音振幅和頻率等數(shù)據(jù)已實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化和數(shù)字化，但對不同廠家、品牌、型號的冷機(jī)、水泵等設(shè)備在不同工況下的聲音指標(biāo)缺少標(biāo)準(zhǔn)化的數(shù)據(jù)，設(shè)備的異常數(shù)據(jù)缺少個性化和專業(yè)性的分類分析，在嘈雜的環(huán)境中采集到聲音數(shù)據(jù)無法進(jìn)行精準(zhǔn)的分析處理，無法判斷其運行狀態(tài)是否正常。
嗅覺
嗅覺是指對外部氣味的感覺。
在數(shù)據(jù)中心巡檢中，主要通過嗅覺對運行環(huán)境的氣體味道、氣體濃度、刺激性等進(jìn)行檢查，判斷是否存在由于蓄電池爬酸和漏液、制冷劑泄漏、下水道反味、煙火等引起的生產(chǎn)和環(huán)境異常情況。
數(shù)據(jù)中心雖然已通過動環(huán)和極早期火災(zāi)報警等系統(tǒng)，實現(xiàn)了對有害氣體、氫氣、硫化物、PM2.5、潔凈度的檢測，但是每個模塊通常只能檢測單項內(nèi)容，且需要保持一定的檢測時間，因此在集成度和精確度等問題解決之前，巡檢機(jī)器人尚無法大規(guī)模應(yīng)用。
味覺
味覺是指對味道的感覺。
在數(shù)據(jù)中心巡檢中，通常將嗅覺和味覺結(jié)合在一起，利用兩者互相作用進(jìn)行綜合判斷，以此作為嗅覺的輔助。
觸覺
觸覺是指皮膚接觸外部刺激產(chǎn)生的感覺。
在數(shù)據(jù)中心巡檢中，主要通過觸覺對環(huán)境的溫度和濕度、電氣設(shè)備的運行溫度、數(shù)據(jù)機(jī)房內(nèi)氣流組織循環(huán)等運行狀態(tài)、變化進(jìn)行檢查。
觸覺一般不會直接發(fā)現(xiàn)故障或問題，但是會發(fā)現(xiàn)異常和隱患，需要進(jìn)一步綜合分析和判斷。巡檢機(jī)器人可以很好地完成對環(huán)境溫濕度以及設(shè)備表面溫度的掃描檢測，特別是對蓄電池溫度的檢測，比人工巡檢要準(zhǔn)確很多。
第六感
人類的第六感，可以理解為對各感官采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析，并結(jié)合經(jīng)驗給出相應(yīng)的判斷。由于模型不容易建立，因此不太容易實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化。
在數(shù)據(jù)中心巡檢中，主要利用綜合分析和經(jīng)驗判斷，發(fā)現(xiàn)更深層次的隱患和潛在的問題，并做出早期處置，防患于未然。
機(jī)器人替代人工的可行性分析
巡檢機(jī)器人可以通過模擬人的幾種感官，分別從視覺識別、傳感器識別、熱成像識別、聲音識別等角度開展巡檢工作。從巡檢機(jī)器人的特點看，以下幾方面工作可以很好地替代人工：已數(shù)字化的采集核對等數(shù)據(jù)檢查、已模型化的數(shù)據(jù)分析與判斷、重復(fù)性強(qiáng)或耗時耗力的標(biāo)準(zhǔn)化檢查項目、人員不方便進(jìn)入的高風(fēng)險檢查區(qū)域、常規(guī)化的現(xiàn)場巡查工作。
巡檢方面
數(shù)據(jù)中心巡檢機(jī)器人通過視覺識別、聲音識別、傳感器識別、熱成像識別等技術(shù)，實現(xiàn)對視覺、聽覺、嗅覺、味覺和觸覺的模擬，并可以對開關(guān)、指示燈等運行數(shù)據(jù)以及聲音、潔凈度等環(huán)境數(shù)據(jù)進(jìn)行采集。但是，這部分?jǐn)?shù)據(jù)實際上都可以通過DCIM（Data Center Infrastructure Management，數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施管理）、動環(huán)、BA（Building Automation，暖通空調(diào)自動控制）等系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)測和采集，現(xiàn)場巡檢更多是對這些數(shù)據(jù)的復(fù)核和確認(rèn)。
在數(shù)據(jù)中心巡檢中，人體各感官的重要性以及近階段機(jī)器人對人工的可替代情況總結(jié)如表1所示。
處置方面
巡檢最主要的目的是發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)運行、環(huán)境等存在的問題或隱患，在其轉(zhuǎn)化為故障或事件前將其處理，現(xiàn)場第一時間的判斷和處置尤為重要。在生產(chǎn)過程中，很多經(jīng)驗豐富的人對問題、隱患的判斷，實質(zhì)上是多維度綜合分析的結(jié)果，思考過程和分析依據(jù)很難進(jìn)行量化并形成標(biāo)準(zhǔn)模型，因此巡檢機(jī)器人在現(xiàn)場即使已經(jīng)采集到了相關(guān)信息，依然無法通過綜合評判提出預(yù)警并立即解決，巡檢的效果也會大打折扣。
數(shù)據(jù)中心運行維護(hù)的各項指標(biāo)雖然已基本實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化，但是依然有部分內(nèi)容需要結(jié)合現(xiàn)場情況進(jìn)行判定，機(jī)器人在數(shù)據(jù)處理等方面具有很大優(yōu)勢，但由于缺少更靈活的機(jī)制和模型，依然無法體現(xiàn)其巡檢的價值。
在現(xiàn)場處置方面，平臺類的系統(tǒng)性操作、動環(huán)和BA系統(tǒng)的性能調(diào)優(yōu)等，機(jī)器人都要比人處理得快速和準(zhǔn)確；但大部分EOP（Emergency Operating Procedure，應(yīng)急操作流程）類應(yīng)急操作，以及分合閘、并機(jī)切換等硬件類操作，由于安全性等原因，必須人員到現(xiàn)場處理，因此針對此類操作問題，人工巡檢在處置方面要比機(jī)器人巡檢更具有及時性。
在數(shù)據(jù)中心巡檢中，人與機(jī)器人在數(shù)據(jù)中心處置方面的對比見表2。
巡檢機(jī)器人在數(shù)據(jù)中心的發(fā)展
在數(shù)據(jù)中心內(nèi)，基礎(chǔ)設(shè)施巡檢機(jī)器人相比IT巡檢機(jī)器人發(fā)展得要緩慢一些，除去對外宣傳等因素，現(xiàn)階段真正大規(guī)模應(yīng)用的并不多，更多是作為人工巡檢的輔助或者作為試點在測試，實現(xiàn)的功能也基本以數(shù)據(jù)采集和對比為主，離完全替代人工、減少維護(hù)人員和降低維護(hù)成本還有很大的差距。
雖然如此，數(shù)據(jù)中心巡檢的智能化和無人化是大勢所趨，不但可以將運維人員從常規(guī)、耗時耗力的人工巡檢中解放出來，降低巡檢頻次和強(qiáng)度；還可以促進(jìn)運維基礎(chǔ)設(shè)施向智能化方向快速發(fā)展，提高運維的自動化和智能化管理水平。數(shù)據(jù)中心巡檢機(jī)器人需要向以下4個方面發(fā)展。
基礎(chǔ)數(shù)據(jù)完全數(shù)字化和關(guān)聯(lián)化
數(shù)據(jù)中心作為數(shù)字化建設(shè)的基石，是各行業(yè)數(shù)字化的重要前置條件，并為新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)起到支撐作用。但在數(shù)據(jù)中心內(nèi)部，卻由于精細(xì)化程度等原因，并沒有實現(xiàn)所有基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的數(shù)字化。同時，也由于生產(chǎn)系統(tǒng)種類繁多、接口復(fù)雜等原因，沒有實現(xiàn)各系統(tǒng)、設(shè)備之間全部數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)和同步，對巡檢機(jī)器人的數(shù)據(jù)分析和處理精度產(chǎn)生一定影響，因此需要先完成全面數(shù)據(jù)的數(shù)字化和關(guān)聯(lián)。
運維工作全面標(biāo)準(zhǔn)化和模型化
不同數(shù)據(jù)中心雖然所處的地理位置、氣候條件不同，所采用的制冷模式、供配電方式不同，規(guī)劃建設(shè)等級不同，但在整體框架和運維結(jié)構(gòu)上是一致的，因此可以用標(biāo)準(zhǔn)化的運維規(guī)則加上個性化的調(diào)整進(jìn)行管理。同時，為實現(xiàn)更安全的生產(chǎn)、更低的成本，可以結(jié)合實際，建立和完善人員模型、成本模型、用戶模型等；也可以結(jié)合經(jīng)驗，建立和完善各種隱患排查、故障處理等模型，實現(xiàn)巡檢機(jī)器人現(xiàn)場采集數(shù)據(jù)后的綜合分析和實時處理，實現(xiàn)巡檢的價值。
傳感器技術(shù)高速發(fā)展
數(shù)據(jù)中心巡檢機(jī)器人在視覺傳感器等技術(shù)和精確度等方面相對較高，應(yīng)用較多，但在聽覺和嗅覺傳感器等方面還存在精確度不足、標(biāo)準(zhǔn)化缺失等問題導(dǎo)致無法放心應(yīng)用。同時，關(guān)鍵零部件成本的高低也決定了巡檢機(jī)器人生產(chǎn)成本能否進(jìn)一步下降、能否規(guī)模化普及。
人工智能技術(shù)快速應(yīng)用
巡檢機(jī)器人除了在路線規(guī)劃、避障、控制等方面需要利用人工智能進(jìn)行技術(shù)積累和優(yōu)化外，在圖像數(shù)據(jù)處理、音頻數(shù)據(jù)處理、綜合分析與決策等方面也需要用到人工智能技術(shù)。一方面結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)化的數(shù)據(jù)進(jìn)行深度學(xué)習(xí)，另一方面結(jié)合模型化的場景進(jìn)行廣度拓展，提高巡檢機(jī)器人現(xiàn)場安全預(yù)警的及時性，實現(xiàn)可替代人工的能力。換一個角度來說，人工智能在每一個領(lǐng)域的突破和發(fā)展，都會對智能巡檢機(jī)器人核心功能、數(shù)據(jù)管理、隱患與預(yù)警等起到推動作用。
數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施巡檢最重要的價值就是發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)、環(huán)境的隱患和問題，并及時處理，數(shù)據(jù)采集的精度不夠、分析處理能力不足都將是致命的。因此，在現(xiàn)階段數(shù)據(jù)中心巡檢機(jī)器人還無法完全替代人工實現(xiàn)規(guī)模化應(yīng)用，但“責(zé)任心強(qiáng)”、受外界影響小、可持續(xù)工作等特點，使其成為基礎(chǔ)設(shè)施人工巡檢的很好補充。隨著數(shù)據(jù)中心全面標(biāo)準(zhǔn)化、模型化，以及傳感器精度、人工智能技術(shù)的提升，有充分的理由相信，數(shù)據(jù)中心巡檢機(jī)器人最終將得到更多的應(yīng)用，也將推動數(shù)據(jù)中心運維向著無人化、智能化的方向高速發(fā)展。
