Digital Twin da a los centros de datos las alas del “desarrollo sostenible”
Arno van Gennip, vicepresidente de ingeniería de operaciones globales de IBX en Equinix, dijo: "Desde el diseño hasta la construcción y la gestión de instalaciones, el hermanamiento digital se está convirtiendo en la clave para mejorar la eficiencia del centro de datos y reducir las emisiones de carbono de los clientes. "
El hermanamiento digital ayuda a reunir datos de diferentes áreas clave en un entorno compartido, lo que permite a los equipos de TI, ingeniería, finanzas, adquisiciones y construcción explorar y modelar factores de rendimiento, financieros y ambientales en las primeras etapas del proceso. -apagado entre. El impacto directo de diversas mejoras de eficiencia en la utilización de equipos y espacio es la reducción del consumo de energía y las emisiones de carbono. El hermanamiento digital también ayuda a mejorar la eficiencia operativa y de construcción, reducir los residuos, reducir las necesidades de personal y los impactos ambientales asociados.
Muchas empresas y operadores de centros de datos, como Nvidia, pueden crear flujos de trabajo de gemelos digitales a partir de varias herramientas de modelado de simulación que combinan las capacidades de ingeniería, CAD y gestión de información del centro de datos (DCIM). Un número cada vez mayor de fabricantes de DCIM, como Schneider Electric, están incorporando capacidades de gemelos digitales directamente a sus herramientas. Proveedores como Dassault Systemes y Future Facilities ofrecen gemelos digitales más integrados para los centros de datos. Fabricantes como Nvidia también han comenzado a lanzar nuevas herramientas como Nvidia Air para optimizar el diseño físico y lógico de los centros de datos.
Ponerlo en vigor
Equinix se asocia con Future Facilities para construir gemelos digitales para centros de datos empresariales. El hermanamiento digital puede ayudar a los ingenieros a garantizar que los sistemas de refrigeración y los ecosistemas conectados proporcionen la capacidad necesaria y una eficiencia óptima. Los ingenieros pueden comparar el comportamiento esperado y real del centro de datos, así como el uso de energía.
“Esto nos da una idea de lo que es posible mantener y optimizar la eficiencia energética”, dice van Gennip.
Los ingenieros de Equinix trabajaron con socios para construir un modelo 3D del centro de datos físico. Este centro de datos gemelo se basa en factores como la capacidad y la densidad de los equipos informáticos en el centro de datos y el camino hacia el sistema de refrigeración. Una plataforma de gemelo digital centralizada puede ayudar a los ingenieros a predecir el probable impacto de los cambios previstos en la distribución de energía, la utilización del espacio y las rutas de enfriamiento mediante el uso de datos en tiempo real, como la potencia y la temperatura. Estos datos en tiempo real se integran en modelos existentes para realizar análisis y pronósticos precisos, de modo que el centro de datos gemelo pueda mejorar la eficiencia al predecir las necesidades energéticas.
Dassault trabaja con muchas empresas líderes de centros de datos de hiperescala para diseñar y construir centros de datos de próxima generación.
Marty Rozmanith, director de estrategia de ventas de la industria en Dassault Arquitectura, Ingeniería y Construcción (AEC), dijo: “El mayor desafío al que se enfrentan es cómo reducir el tiempo de preparación de proyectos para mantenerse al día con la creciente demanda y cómo reducir el consumo de energía y agua y los residuos en la construcción y las operaciones, haciendo que los centros de datos sean más sostenibles
Facilitando la gestión
Fideicomiso de inversión inmobiliaria en centros de datos Digital Realty Global Kasper Dessing, director de. Building Management Optimization cree que en el pasado, la gestión del centro de datos se dividía en varias islas, y cada isla se centraba en un determinado aspecto de las instalaciones de gestión, por lo que es posible que los administradores de diferentes áreas no vean el panorama general. El mantenimiento de las instalaciones, tanto ahora como en el futuro. Los centros de datos generan grandes cantidades de datos que los humanos no pueden capturar, recopilar y administrar bien a medida que los servicios digitales se vuelven más sofisticados. La situación solo empeorará a medida que las cosas se vuelvan más complejas.
Dessing dijo: “Con el hermanamiento digital, podemos representar virtualmente varios elementos y dinámicas en la instalación y operarlos de diversas maneras, simular el comportamiento real en tiempo real en el escenario. ”
Digital Realty descubrió que debido a la enorme cantidad de datos y la interdependencia entre los diferentes componentes, el funcionamiento de los centros de datos generales no es lo suficientemente bueno.
Debido a esto, Digital Realty combina los gemelos digitales de sus instalaciones con una plataforma patentada de inteligencia artificial y aprendizaje automático que analiza miles de flujos de datos para poder rastrear todos los componentes de la instalación y realizar ajustes en tiempo real, así como predecir el comportamiento futuro. , resultando en un mantenimiento predictivo, ahorrando tiempo y reduciendo costos.
Esta visibilidad de las instalaciones y las relaciones entre los diferentes componentes ayuda a mejorar el diseño de nuevas instalaciones y hacerlas más eficientes. No sólo eso, Digital Realty también utiliza gemelos digitales y su plataforma de inteligencia artificial para optimizar el consumo de energía.
Dessing dijo: "La sostenibilidad es nuestra principal prioridad y optimizar el consumo de energía en cada instalación nos ayudará a reducir costos y reducir nuestro impacto en el medio ambiente".
No todo el mundo tiene la experiencia técnica. para simular al tomar decisiones, por lo que Digital Realty integró un motor de recomendaciones en su plataforma de gemelo digital.
“De esta manera, más personas pueden utilizar la tecnología en lugar de depender de expertos todo el tiempo”.
Juntando las piezas.
Durante el diseño, construcción y operación de los centros de datos se generará una gran cantidad de datos, que se almacenan en diferentes formatos y sistemas. Gestionar y organizar datos con un control de acceso y gestión de cambios adecuados puede ser un gran desafío, afirmó Rozmanith. El hermanamiento digital puede aportar datos multidisciplinarios, de nivel de desarrollo (LOD) y multidimensionales, lo que permite que partes interesadas dispares colaboren en tiempo real en torno a una única fuente de verdad. Estas tecnologías de emparejamiento digital más complejas combinan una variedad de tecnologías y utilizan pares digitales integrados para simular procesos térmicos, estructurales, eléctricos, de control y monitoreo, de fabricación y de ensamblaje.
Rozmanith explicó: “Con una plataforma común, todos pueden trabajar en torno a una única fuente de verdad, lo que no solo ahorra tiempo sino que también mejora la calidad y la entrega general del centro de datos. Esta plataforma es nuestra "interoperabilidad entre diferentes" transformadora. gemelos digitales a medida que integramos más datos y simulaciones para conectar el diseño de ingeniería, la programación de la construcción y los procesos de operaciones", dijo Teresa Tung, especialista en tecnología en jefe de Accenture Cloud. "
El equipo de Tung está trabajando con Los proveedores de centros de datos pueden aplicar datos y experiencia en el dominio al proceso de análisis para determinar la cantidad de simulaciones y configuraciones necesarias para impulsar predicciones hipotéticas. Utilizan mapeo de conocimiento de dominio (la misma tecnología utilizada en la búsqueda en Internet) para capturar estos requisitos y mapear las relaciones entre diferentes elementos.
Los proveedores están añadiendo cada vez más capacidades de hermanamiento digital a las herramientas DCIM para simular posibles actualizaciones de infraestructura antes de la implementación real, afirmó Carsten Baumann, director de planificación estratégica y arquitecto de soluciones de Schneider Electric impact. Él cree que los estándares abiertos pueden simplificar la integración entre los equipos del centro de datos y las herramientas de gestión, facilitando que los gemelos digitales formen parte de los flujos de trabajo diarios del centro de datos.
Echemos un vistazo más de cerca a cómo 19 gemelos digitales pueden mejorar la sostenibilidad del diseño, la construcción, las operaciones y la planificación:
Diseño
Colocar nuevos servidores
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“Quizás el mayor impacto del uso de la tecnología de gemelos digitales en la industria de los centros de datos sea la gestión del flujo de aire y la ubicación de los equipos de TI”, dijo Bowman.
La demanda de implementación de recursos informáticos, de almacenamiento y de red está creciendo rápidamente, lo que plantea enormes desafíos a la infraestructura. El hecho de que haya espacio físico en un rack o ubicación en particular no significa que haya energía, pasillos y capacidad de enfriamiento adecuados.
Cuando una instalación e implementación aparentemente simples pueden requerir una actualización importante de energía o una alternativa mejor, el emparejamiento digital puede ayudar.
Aumento de la densidad
Aumentar la densidad de los equipos en los centros de datos puede reducir el impacto climático de las nuevas instalaciones.
Loren Absher, director de agilidad empresarial de Information Services Group (ISG), dijo que los gemelos digitales pueden ayudar a optimizar el diseño de los centros de datos, mejorando la integridad de todos los elementos relevantes, como la energía, el cableado, los requisitos de refrigeración, propiedades de flujo de aire e incluso pisos elevados para evitar fallas catastróficas y también ayudar a cambiar el flujo de trabajo físico requerido para aumentar la densidad.
Mejora del rendimiento térmico
La refrigeración es el segundo mayor consumidor de energía en los centros de datos, después del propio equipo. El sistema de refrigeración de un centro de datos moderno incluye enfriadores, conductos y equipos HVAC.
Los gemelos digitales pueden utilizar simulaciones térmicas para comprender el comportamiento de los sistemas de refrigeración y mejorar su rendimiento.
Rozmanith dijo que algunos a menudo combinan simulaciones 1D de cadenas de equipos que representan cambios en la cantidad de enfriadores y tamaños de tuberías con análisis de dinámica de fluidos computacional (CFD) 3D del flujo de aire para encontrar el mejor equilibrio entre aire frío y enfriamiento de equipos. , optimizando así el consumo energético.
Evaluación de los efectos estacionales
Dan Kirsch, director general y cofundador de Techstrong Research, afirmó que los gemelos digitales también pueden ayudar mejor a los diseñadores de centros de datos. La planificación de los cambios climáticos estacionales permite a los diseñadores planificar con antelación. para los efectos de los cambios climáticos estacionales externos para reducir los costos operativos generales y el consumo de energía.
“Los gemelos digitales nos permiten personalizar y optimizar diseños en función de las necesidades específicas del cliente y las condiciones del sitio sin la necesidad de realizar experimentos de campo”, afirmó Kirsch.
Cree componentes modulares
Dassault trabaja con grandes operadores de centros de datos para crear componentes modulares que puedan reutilizarse en diferentes diseños de centros de datos.
Rozmanith dijo que los gemelos digitales pueden ayudar a reducir el impacto ambiental de los nuevos centros de datos al ayudar a las empresas a definir y configurar las propiedades de estos módulos, acortando así el tiempo de diseño, adquisición e instalación mediante la configuración bajo pedido.
Equipos de prueba y validación
Bruno Berti, vicepresidente senior de productos para América en NTT Global Data Center, dijo que están utilizando tecnología de emparejamiento digital para probar y validar equipos antes de implementarlos en datos. centros.
Estos nuevos flujos de trabajo les permiten construir y probar módulos eléctricos y generadores para que los ingenieros puedan abordar cualquier posible falla del proceso antes de que el producto entre en producción, lo que reduce el impacto de los desechos en el medio ambiente, mejora la evaluación de riesgos y acelera Desarrollo de nuevos productos y mejora de la confiabilidad y flexibilidad del centro de datos. Además, el hermanamiento digital ayuda a programar el mantenimiento predictivo y reducir los costos de mantenimiento.
Optimizar el rendimiento de la batería
Los gemelos digitales se pueden utilizar para modelar y diseñar sistemas, dijo Greg Ratcliff, director de innovación del fabricante de equipos para centros de datos Vertiv. Para mejorar la salud y la esperanza de vida de la batería. reduciendo así el impacto medioambiental de la fabricación de baterías nuevas. En este caso, el emparejamiento digital puede ayudar al equipo a utilizar mediciones del estado de la batería y detalles de las instalaciones para simular diferentes opciones de diseño y predecir el estado y la vida útil de cada batería.
“Si falla una sola celda de un paquete de baterías, fallará todo el paquete de baterías, por lo que es importante monitorear el funcionamiento de cada celda”, dijo Ratcliffe.
Evaluación ambiental Alternativas amigables
Los operadores de centros de datos pueden utilizar la tecnología de hermanamiento digital para evaluar el rendimiento, los beneficios ambientales y los posibles inconvenientes de los nuevos enfoques.
Por ejemplo, Kao Data utilizó la herramienta de gemelo digital para probar e implementar virtualmente sistemas de enfriamiento por evaporación indirecta (IEC) sin refrigerante, que utilizan la evaporación de agua en lugar de sistemas mecánicos para enfriar el aire en climas cálidos. Este enfoque ayuda a Kao Data a utilizar la electricidad de manera más eficiente y reducir su impacto en el medio ambiente.
Construcción
Racionalización de estructuras
El hermanamiento digital puede simular tareas complejas, montaje, uso de equipos y seguridad humana, y también puede mejorar el suministro en el ecosistema de diseño y construcción. colaboración entre proveedores, integradores y contratistas para eliminar la fricción del proceso.
Rozmanith dijo que una mejor simulación y colaboración pueden acortar los tiempos de construcción, reducir la aparición de problemas, evitar retrabajos, reducir la cantidad de solicitudes de información e incidentes de seguridad, lo que ha ayudado a los clientes de Dassault a acortar sus vidas de construcción en un promedio. de 65.438 +00-65, 438+05% time to market, reduciendo el posible impacto ambiental causado por los largos tiempos de construcción.
Reducción de los residuos de la construcción
Los diseñadores de centros de datos están utilizando el hermanamiento digital para planificar mejor la construcción, de modo que los empleados puedan trabajar de forma más eficiente, reducir los residuos y acortar el tiempo entre las diferentes fases de la construcción.
“Al crear un modelo virtual del centro de datos y una lista completa de materiales, los diseñadores pueden optimizar cada detalle del centro de datos que ensamblan los trabajadores de la construcción”, dijo Kirsch. tipo de plan Los métodos pueden reducir el tiempo de espera para que un equipo complete las tareas de otros equipos.
En general, reducir el desperdicio durante la construcción del centro de datos no es fácil. Kirsch dijo que muchos de los ingredientes de este proceso no se pueden reutilizar ni reciclar y terminan en los vertederos.
Ejecutar
Proporcionar recomendaciones de mantenimiento
Los gemelos digitales ayudan a identificar la causa raíz de los problemas y brindan recomendaciones de mantenimiento para reparaciones rápidas para reducir el consumo de energía.
Por ejemplo, Equinix utiliza un gemelo digital en su fábrica de Ámsterdam. Dependiendo del modelo deberán limpiar la torre de enfriamiento y ajustar los ventiladores. En el pasado, el consumo de energía para ambos tipos de mantenimiento era superior al esperado por el modelo. Van Gennip dijo que el hermanamiento digital mejora aún más la eficiencia energética de IBX, un centro de datos que ya es altamente eficiente, en un 65.438+%.
Vida útil extendida de los activos
El hermanamiento digital virtual de Dassault contextualiza los datos operativos de la inteligencia artificial y los algoritmos de aprendizaje automático para mejorar el mantenimiento predictivo. Rozmanis dijo que esto extiende la vida útil del dispositivo, reduciendo así los desechos electrónicos. Además, los gemelos virtuales pueden optimizar el uso de energía y agua al aumentar la eficiencia de los sistemas de refrigeración y energía.
Mejora de la eficiencia del mantenimiento y la reparación
El hermanamiento digital simplifica el acceso a toda la información necesaria para el mantenimiento, la reparación y la renovación, incluido el acceso a la documentación, manuales de usuario, manuales de mantenimiento, información del proveedor de materiales y repuestos. lista de piezas. Lorenz Hofmann, vicepresidente de manejo de aire personalizado y soluciones modulares de Vertiv, dijo que esto ahorra tiempo y reduce la carga de trabajo, reduciendo así las emisiones de CO2.
Automatización de procesos del centro de datos
Las mejoras en las capacidades de minería de procesos pueden ayudar a los líderes de los centros de datos a comprender cómo sus equipos interactúan con las aplicaciones y responden a los cambios en el entorno del centro de datos.
Ryan Raiker, director senior de inteligencia de procesos de ABBYY, dijo que el uso de gemelos digitales para comprender y registrar procedimientos puede ayudar a los equipos del centro de datos a encontrar métodos de automatización candidatos y pueden implementar diferentes protocolos para tomar medidas cuando realmente ocurre una falla. Esto garantiza el funcionamiento normal del centro de datos y reduce la aparición de fallos y desperdicios.
Mejorar la colaboración entre proveedores de hosting y empresas.
Los centros de datos de colocación permiten que varias empresas compartan el mismo centro de datos, pero cuando un cliente empresarial decide instalar nuevos equipos, puede tener un impacto en la energía, el calor y el peso de los equipos de otras empresas cercanas. .
Thésée Data Center en Francia se asocia con Future Forward para implementar gemelos digitales de cada instalación en la nube. Este gemelo digital permite a los clientes simular el posible impacto de los cambios en sus propios equipos o en equipos cercanos a través de un servidor web, lo que ayuda a los ingenieros de Thésée a trabajar con los clientes para mejorar la utilización del espacio de su centro de datos y reducir la necesidad de construir nuevos centros de datos.
Planificar
Asegurar el cumplimiento de los requisitos de cumplimiento.
NTT está estudiando cómo ayudar a las empresas a recopilar datos relacionados con el negocio mediante el emparejamiento de datos y estandarizarlos. El emparejamiento de datos replica las fuentes de datos empresariales y sus relaciones en un formato estándar, proporcionando una ubicación centralizada para análisis e informes.
Bennett Indart, vicepresidente de soluciones inteligentes para servicios de datos de NTT, dijo que esto ayudará a avanzar hacia los objetivos de sostenibilidad del centro de datos e identificar nuevas oportunidades de mejora.
Mejorar la toma de decisiones financieras
Berti de NTT dijo que NTT ha comenzado a integrar datos financieros en su gemelo digital, lo que ayuda a NTT a utilizar datos en tiempo real y capacidades analíticas avanzadas para revisar materiales y mano de obra. costos.
Además, ayuda a determinar si los ajustes en la cadena de valor de fabricación están justificados desde una perspectiva financiera y si los resultados esperados reducirán los costos operativos del centro de datos.
Evaluación del impacto de la migración del centro de datos
Accenture se ha asociado con la Universidad Carnegie Mellon para desarrollar un modelo de gemelo digital llamado myNav Green Cloud Advisor que permite a las empresas medir los impactos en el centro de datos y la sostenibilidad de Migración entre proveedores de nube.
Tung, de Accenture, dijo que el proyecto comenzó como un gemelo digital basado en el consumo de energía actual del centro de datos, los requisitos informáticos y los objetivos de sostenibilidad, lo que permite a las empresas planificar y comparar varias soluciones en la nube, incluidos objetivos de emisiones de carbono, ubicaciones y fuentes de energía. y preparativos para la transición a energías limpias.
Comprender el impacto material
Kirsch dijo que a menudo es difícil conocer la lista real de materiales de un centro de datos hasta que se completa la construcción. Durante la construcción de un centro de datos, los equipos encuentran diversas situaciones que pueden requerir desviaciones del diseño original. Los equipos de diseño pueden utilizar gemelos digitales para planificar todas las condiciones del sitio y especificar los materiales necesarios.
“Al desarrollar una lista precisa de materiales, los fundadores y usuarios finales del centro de datos pueden comprender completamente los materiales necesarios y su impacto en los objetivos generales de sostenibilidad antes de que comience la construcción”, dijo Kirsch.
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