DE112011105886T5

DE112011105886T5 - Management einer Anlage

Info

Publication number: DE112011105886T5
Application number: DE112011105886.1T
Authority: DE
Inventors: Cullen E. Bash; Martin Arlitt; Sergey Blagodurov; Yuan Chen; Chris D. Hyser; Niru Kumari; Zhenhua Liu; Manish Marwah; Alan A. McReynolds; Amip J. Shah; Chandrakant Patel; Thomas W. Christian; Daniel Juergen Gmach; Zhikui Wang
Original assignee: Hewlett Packard Development Co LP
Current assignee: Hewlett Packard Enterprise Development LP
Priority date: 2011-12-23
Filing date: 2011-12-23
Publication date: 2014-09-11
Also published as: GB201411576D0; CN103959190B; CN103959190A; WO2013095625A1; US20140278692A1; GB2511707A

Abstract

In einem Verfahren zum Management einer Anlage, die Ressourcen aus einer ersten Ressourcenversorgung empfangen soll, wird eine Versorgung mit von der ersten Ressourcenversorgung verfügbaren Ressourcen für einen vorgegebenen Zeitraum vorhergesagt. Außerdem wird ein Bedarf an Ressourcen in der Anlage während des vorgegebenen Zeitraums vorhergesagt. Es wird ein Kapazitätszeitplan für die Anlage erstellt, um ein vordefiniertes Betriebsziel zu erreichen, wobei die Erstellung des Kapazitätszeitplans als Eingaben die vorhergesagte Versorgung mit von der ersten Ressourcenversorgung verfügbaren Ressourcen und den vorhergesagten Bedarf an Ressourcen in der Anlage während des vorgegebenen Zeitraums verwendet. Weiterhin wird eine Bestimmung durchgeführt, ob der erstellte Kapazitätszeitplan das vordefinierte Betriebsziel erreicht.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Es wurden und werden weiterhin verschiedenerlei Techniken entwickelt, um sowohl die Kosten als auch den Umweltfußabdruck zu verringern, die mit dem Betrieb verschiedener Anlagen einhergehen. Einige Techniken beinhalten eine Optimierung der Energieeffizienzen bei der Energieversorgung der Maschinen und Kühlsysteme in den Anlagen. Andere Techniken beinhalten Metriken zur Messung der ganzheitlichen Energieeffizienz, dynamisches Wärmemanagement von Klimaanlagen auf der Basis von Ressourcenanforderungen an die Maschinen, Gangeinhausung, wärme- und energiebewusste virtualisierte Workloadzuweisung und Integration der Anlagen mit lokalen (externen) Umgebungsbedingungen durch Economiser oder erneuerbare Energiequellen vor Ort wie Wind- und Sonnenenergie.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
In den folgenden Figuren werden Merkmale der vorliegenden Offenbarung in beispielhafter und nicht beschränkender Form dargestellt, wobei sich Bezugszeichen auf gleichartige Elemente beziehen. Es zeigt:
1 ein vereinfachtes Blockdiagramm eines Anlagenmanagementsystems gemäß einem Beispiel der vorliegenden Offenbarung;
2 ein vereinfachtes Blockdiagramm eines Anlagenmanagers gemäß einem Beispiel der vorliegenden Offenbarung;
3 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens für das Management einer Anlage gemäß einem Beispiel der vorliegenden Offenbarung; und
4 eine schematische Darstellung einer Rechenvorrichtung, die dazu eingesetzt werden kann, verschiedene Funktionen des in 2 dargestellten Anlagenmanagermoduls gemäß einem Beispiel der vorliegenden Offenbarung auszuführen.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Zur Vereinfachung und Veranschaulichung wird die vorliegende Offenbarung hauptsächlich unter Bezugnahme auf ein Beispiel derselben beschrieben. In der folgenden Beschreibung werden zahlreiche spezifische Details dargelegt, um ein gründliches Verständnis der vorliegenden Offenbarung zu ermöglichen. Es wird jedoch ohne Weiteres ersichtlich werden, dass die vorliegende Offenbarung ohne Beschränkung auf diese spezifischen Details praktiziert werden kann. In anderen Fällen sind einige Verfahren und Strukturen nicht im Detail beschrieben, um die vorliegende Offenbarung nicht unnötig zu verschleiern. Im hier verwendeten Sinn ist der Ausdruck „beinhaltet” gleichbedeutend mit „beinhaltet, ist aber nicht beschränkt auf”, der Begriff „einschließlich” ist gleichbedeutend mit „einschließlich aber nicht beschränkt auf”. Der Ausdruck ”auf der Basis von” ist gleichbedeutend mit „zumindest teilweise auf der Basis von”. Außerdem sollen die Begriffe ”ein” bzw. ”eine” mindestens eines von einem jeweiligen Element bedeuten.
Vorliegend werden ein Verfahren und ein Anlagenmanager für das Management einer Anlage offenbart, die Ressourcen von einer ersten Ressourcenversorgung empfangen soll. Die Anlage kann auch Ressourcen aus einer zweiten Ressourcenversorgung empfangen, wobei sich die erste Ressourcenversorgung von der zweiten Ressourcenversorgung unterscheidet. Die erste Ressourcenversorgung unterscheidet sich dadurch von der zweiten Ressourcenversorgung, dass mindestens entweder: die erste Ressourcenversorgung eine erneuerbare Energieversorgung umfasst und die zweite Ressourcenversorgung eine nicht-erneuerbare Energieversorgung umfasst, und/oder eine aus der ersten Ressourcenversorgung verfügbare Ressource relativ weniger teuer ist als eine aus der zweiten Ressourcenversorgung verfügbare Ressource, und/oder dass die erste Ressourcenversorgung relativ nachhaltiger ist als die zweite Ressourcenversorgung, usw. Mit anderen Worten, ein Bezug von Ressourcen aus der ersten Ressourcenversorgung kann in Bezug auf mindestens entweder Kosten, und/oder Nachhaltigkeit usw., verglichen mit dem Bezug von Ressourcen aus der zweiten Ressourcenversorgung vorzuziehen sein. Diesbezüglich kann, in bestimmten Fällen, zum Beispiel wenn der Preis von Ressourcen aus einer nicht-erneuerbaren Ressourcenversorgung niedriger ist als der Preis von Ressourcen aus einer erneuerbaren Ressourcenversorgung, die erste Ressourcenversorgung eine nicht-erneuerbare Ressourcenversorgung, und die zweite Ressourcenversorgung eine erneuerbare Ressourcenversorgung umfassen.
In einer Hinsicht ermöglichen es das Verfahren und der Anlagenmanager der vorliegenden Offenbarung Maschinen in der Anlage, Workloads auszuführen und Untersystemkomponenten, zum Beispiel Kühlsystemkomponenten, die Maschinen zu kühlen, und dabei im Wesentlichen ein vordefiniertes Betriebsziel zu erreichen. Insbesondere führen die Maschinen die Workloads aus und die Kühlsystemkomponenten kühlen die Maschinen, während im Wesentlichen das Betriebsziel erreicht wird und die Versorgung mit aus der ersten Ressourcenversorgung verfügbaren Ressourcen mit einbezogen wird. Mit anderen Worten, die Anlage soll so gemanagt werden, dass sie die Workloads durchführt während gleichzeitig zumindest die Gesamtbetriebskosten der Anlage minimiert werden, und/oder die Anlage mindestens mit einem nicht-regenerativen Energieverbrauch von Netto Null betrieben wird, und/oder der Strombezug aus dem Stromnetz minimiert wird, und/oder der Verbrauch erneuerbarer Ressourcen maximiert wird, usw.
Wie vorliegend im Einzelnen beschrieben wird, werden versorgungsseitige Beschränkungen, zum Beispiel Energieverfügbarkeit, Kühlungsverfügbarkeit, Wasserverfügbarkeit, chemische Verfügbarkeit, usw. zusammen mit workloadseitigen Beschränkungen (oder Flexibilitäten) bei der Erstellung einer Kapazitätszeitplanung in der Anlage berücksichtigt. In einer Hinsicht kann die Integration der versorgungsseitigen Beschränkungen und der workloadseitigen Beschränkungen bei der Erstellung einer Kapazitätszeitplans zu erheblichen Reduktionen im Energieverbrauch und im ökologischen Fußabdruck führen. Gemäß einem Beispiel können das Verfahren und der Anlagenmanager der vorliegenden Offenbarung zumindest eine „Netto-Null-Energie”-Anlage ermöglichen, die so konzipiert und gemanagt wird, das sie erneuerbare Ressourcen einsetzt um die Nutzung von nicht-erneuerbaren Ressourcen vollständig auszugleichen. Mit anderen Worten, eine „Netto-Null-Energie”-Anlage kann dazu in der Lage sein, überschüssige Energie in das Netz zurückzuführen, oder einer zweiten Ressourcenversorgung, die nicht-erneuerbare Energien liefert, zuzuführen, und kann so eine negative ”Netto-Null-Energie”-Anlage sein. Außerdem werden vorliegend Weisen offenbart, in denen die Nutzung von Ressourcen, die von einer bestimmten Ressourcenversorgung geliefert werden, anstelle von Ressourcen, die von einer anderen Ressourcenversorgung geliefert werden, in Verbindung mit einer dynamischen Workloadzeitplanung und integrierten Managementtechniken umgesetzt werden können, um die Gesamtauslastung der Anlage zu verbessern und es dabei ermöglichen, den Workloadbedarf und in bestimmten Fällen den Kühlungsbedarf entsprechend der Verfügbarkeit von Ressourcen zu „gestalten”.
Bei einem Beispiel wird der Ressourcenbedarf von nicht-kritischen Workloads „verschoben”, indem die nicht-kritischen Workloads zeitlich geplant werden und Ressourcen innerhalb der Anlage entsprechend der Verfügbarkeit von aus der ersten Ressourcenversorgung gelieferten Ressourcen und der Effizienz der Kühlung der Maschinen, die die Workloads durchführen, zugewiesen werden. Die Verschiebung des nicht-kritischen Bedarfs ist in der Regel, aufgrund der Dynamik der Lieferung von Ressourcen und dem Bedarf an Ressourcen und deren Zusammenspiel ein aufwändiges Optimierungsproblem. Zum Beispiel sollten einerseits, in Anbetracht der niedrigeren Strompreise und Kühlungskosten bei Außenluftkühlung in der Nacht, nicht-kritische Workloads wie Batch-Jobs, nicht-interaktive Workloads, verzögerungstolerante Workloads, usw. zur Ausführung in der Nacht eingeplant werden. Andererseits wird, wenn die erneuerbare Ressource Energie umfasst, die von Solarkollektoren verfügbar ist, die erneuerbare Ressource nur tagsüber zur Verfügung stehen. Von daher kann es bei der Nutzung von erneuerbaren Ressourcen vorteilhaft sein, die nicht-kritischen Workloads tagsüber durchzuführen, um regelmäßig anfallende Energiekosten und Umweltbelastung zu reduzieren.
In 1 ist nun zunächst ein Blockdiagramm eines beispielhaften Anlagenmanagementsystems 100 gezeigt. Es versteht sich, dass das Anlagenmanagementsystem 100 weitere Komponenten enthalten kann, und dass eine oder mehrere der hier beschriebenen Komponenten entfallen und/oder modifiziert werden können, ohne dass damit vom Schutzumfang des Anlagenmanagementsystems 100 abgewichen wird.
Das Anlagenmanagementsystem 100 umfasst eine Anlage 102, eine erste Ressourcenversorgung 120 und eine zweite Ressourcenversorgung 130. Obwohl dies nicht gezeigt ist, kann das Anlagenmanagementsystem 100 weitere Ressourcenversorgungen enthalten, die entweder eine der ersten Ressourcenversorgung 120 oder der zweiten Ressourcenversorgung 130 ähnliche Eigenschaft aufweisen. In dieser Hinsicht können die Ressourcenversorgungen ein Mikronetz von Ressourcenversorgungen bilden, um die Anlage 102 mit Ressourcen zu beliefern. Gemäß einem Beispiel enthält das Anlagenmanagementsystem 100 mehrere erste Ressourcenversorgungen 120, wobei die ersten Ressourcenversorgungen 120 verschiedene Arten von erneuerbaren Ressourcenversorgungen umfassen. Zum Beispiel kann eine der ersten Ressourcenversorgungen 120 einen Solarkollektor umfassen, und eine andere der ersten Ressourcenversorgungen 120 kann eine Biogas-Ressourcenversorgung umfassen. Außerdem kann, zum Beispiel, da die Biogas-Ressourcenversorgung wahrscheinlich in der Lage ist, eine regelmäßigere Menge an Ressourcen zur Verfügung zu stellen, die Biogas-Ressourcenversorgung eine Grundmenge an Ressourcen liefern, und die Ressourcen aus dem Solarkollektor können dazu verwendet werden, die Anlage 102 in dem Rahmen mit variablen Ressourcen zu beliefern, wie diese zur Verfügung stehen. Außerdem kann bei diesem Beispiel die zweite Ressourcenversorgung 130, die eine nicht-erneuerbare Ressourcenversorgung umfassen kann, die Anlage 102 als Backup für die erste Ressourcenversorgung 120 mit Ressourcen beliefern.
Die Anlage 102 beinhaltet gemäß der Darstellung eine Ressourcenversorgungsüberwachung 104, eine Ressourcenbedarfsüberwachung 106, einen Anlagenmanager 108, eine Ressourcenbedarfssteuerung 110, Ressourcenbedarfs-Maschinen 112, eine Untersystemsteuerung 114 und Untersystemkomponenten 116. Die Anlage 102 umfasst eine beliebige geeignete Art von Anlage, die Ressourcen sowohl aus der ersten Ressourcenversorgung 120 als auch aus der zweiten Ressourcenversorgung 130 empfangen soll und durch ein Kühlsystem gekühlt werden soll. Die Anlage 102 umfasst als Beispiel ein Rechenzentrum, ein Bürogebäude oder akademisches Gebäude, eine industrielle Produktionsanlage, eine chemische Verarbeitungsanlage, einen Sterilraum, eine Automobilproduktionsanlage usw. Bei diesem Beispiel können die Ressourcenbedarfs-Maschinen 112 Computer, Server, Netzwerkgeräte, Datenspeichergeräte, Robotergeräte, Hebemaschinen, Luftreiniger, oder andere Einrichtungen umfassen, die Energie verbrauchen und bei laufendem Betrieb Wärme erzeugen. Außerdem können die Untersystemkomponenten 116 Komponenten umfassen, die der Unterstützung von Ressourcenbedarfs-Maschinen 112 dienen.
Die Untersystemkomponenten 116 können als Beispiel Klimaanlagen, Klimageräte, Gebläse, Kühler, adaptive Belüftungsfliesen oder andere Einrichtungen umfassen, durch die die Bereitstellung von Kühlmitteln variiert werden, die in die Anlage 102 und an die Ressourcenbedarfs-Maschinen geliefert werden. Die Kühlungsressourcen können Luftströmung, Kaltwasserströmung usw. umfassen und können durch die Untersystemkomponenten 116 geliefert werden, die Energie verbrauchen, und/oder aus der Umgebung, zum Beispiel kühle Luft- oder Wasserströmung, die in der vorliegenden Offenbarung auch als erste (erneuerbare) Ressourcenversorgung 120 betrachtet werden können. Als weitere Beispiele können die Untersystemkomponenten 116 andere Arten von Komponenten umfassen, die Ressourcen verbrauchen, zum Beispiel Luftreinigungsvorrichtungen, Heizungen, Flüssigkeitspumpen, usw.
Die Ressourcenbedarfssteuerung 110 umfasst eine Vorrichtung und/oder Sätze von in einem Speicher abgelegten maschinenlesbaren Befehle, um die Durchführung von Workloads auf den Ressourcenbedarfs-Maschinen 112 zu steuern. Zum Beispiel soll die Ressourcenbedarfssteuerung 110, die Zuweisung von Workloads an die Ressourcenbedarfs-Maschinen 112 auf der Basis eines von dem Anlagenmanager 108 erstellten Kapazitätszeitplans steuern. Die Untersystemsteuerung 114 umfasst eine Vorrichtung und/oder in einem Speicher abgelegte Sätze maschinenlesbarer Befehle, um die Bereitstellung von durch die Untersystemkomponenten 116 gelieferten Kühlungsressourcen zu steuern. Gemäß einem Beispiel empfangt die Untersystemsteuerung 114 Befehle von dem Anlagenmanager 108 und steuert die Untersystemkomponenten 116 gemäß der empfangenen Befehle. Bei anderen Beispielen arbeitet die Untersystemsteuerung 114 unabhängig von dem Anlagenmanager 108.
Wie oben ausgeführt, unterscheidet sich die erste Ressourcenversorgung 120 dadurch von der zweiten Ressourcenversorgung 130, dass es zum Beispiel bevorzugt sein kann, Ressourcen aus der ersten Ressourcenversorgung 120 statt aus der zweiten Ressourcenversorgung 130 zu empfangen. Zum Beispiel kann die erste Ressourcenversorgung 120 eine erneuerbare Energieversorgung umfassen und die zweite Energieversorgung 130 kann eine nicht-erneuerbare Energieversorgung umfassen. Die erste Ressourcenversorgung 120 kann somit mindestens entweder eine Sonnenenergiequelle und/oder eine Windenergiequelle und/oder eine Wasserkraftenergiequelle und/oder eine Biogasenergiequelle und/oder eine Kühlressourcenversorgung usw. umfassen. Die zweite Ressourcenversorgung 130 kann mindestens ein Energieversorger-Stromnetz und/oder eine dieselbetriebene Energiequelle und/oder eine vor Ort gespeicherte Energiequelle usw. umfassen. Die vor Ort gespeicherte Energiequelle kann zum Beispiel elektrochemisch (zum Beispiel Batterien), thermisch (zum Beispiel Eis), mechanisch (zum Beispiel ein Schwungrad) usw. sein.
Bei einem anderen Beispiel kann eine aus der ersten Ressourcenversorgung 120 verfügbare Ressource relativ preiswerter erhältlich ein, als eine aus der zweiten Ressourcenversorgung 130 verfügbare Ressource. Als weiteres Beispiel kann die erste Ressourcenversorgung 120 relativ nachhaltiger sein als die zweite Ressourcenversorgung 130. Bei diesem Beispiel kann die erste Ressourcenversorgung 120, verglichen mit der zweiten Ressourcenversorgung 130, zum Beispiel einen relativ kleineren CO2-Fußabdruck haben.
Die Anlage 102 kann zu verschiedenen Zeiten Ressourcen aus der ersten Ressourcenversorgung 120, der zweiten Ressourcenversorgung 130, oder sowohl der ersten Ressourcenversorgung 120 als auch der zweiten Ressourcenversorgung 130 empfangen. Obwohl Ressourcen aus der ersten Ressourcenversorgung 120 im Allgemeinen Ressourcen aus der zweiten Ressourcenversorgung 130 vorzuziehen sind, kann die Versorgung mit Ressourcen aus der ersten Ressourcenversorgung 120 oft unsicher sein. Zum Beispiel schwanken aus einer erneuerbaren Ressourcenversorgung verfügbare Ressourcen oft mit der Zeit, mit örtlichen Wetterbedingungen, Standorten von lokalen Stromgeneratoren, usw. Von daher ist es für Anlagen häufig unmöglich oder unpraktisch, sich allein auf aus der ersten Ressourcenversorgung 120 verfügbare Ressourcen zu verlassen. In einer Hinsicht werden daher vorliegend ein Verfahren und ein Anlagenmanager 108 offenbart, mit denen die Nutzung von aus der ersten Ressourcenversorgung 120 verfügbaren Ressourcen maximiert wird, und dabei die Workload-Leistungsanforderungen, wie sie vielleicht in Vereinbarungen zum Dienstniveau festgehalten sind, auch weiterhin erfüllt werden. In einer anderen Hinsicht können das Verfahren und der Anlagenmanager 108 der vorliegenden Offenbarung den Verbrauch von nicht-erneuerbaren Ressourcen und die Umweltauswirkungen des Betriebs einer Anlage 102 wesentlich reduzieren.
Die Ressourcenversorgungsüberwachung 104 umfasst jede geeignete Vorrichtung und/oder einen Satz maschinenlesbarer Befehle, die/der die Versorgung mit Ressourcen aus der ersten Ressourcenversorgung 120 und der zweiten Ressourcenversorgung 130 verfolgt. Bei einem Beispiel ist die Ressourcenversorgungsüberwachung 104 mit den jeweiligen Versorgungen mit Ressourcen aus der ersten Ressourcenversorgung 120 und der zweiten Ressourcenversorgung 130 in Reihe positioniert. Bei einem anderen Beispiel empfängt die Ressourcenversorgungsüberwachung 104 Daten von der ersten Ressourcenversorgung 120 und der zweiten Ressourcenversorgung 130, die die Versorgung mit Ressourcen aus der ersten Ressourcenversorgung 120 und der zweiten Ressourcenversorgung 130 betreffen. Gemäß einem Beispiel empfängt die Ressourcenversorgungsüberwachung 104 auch Preise für die für verschiedene Zeiträume aus der zweiten Ressourcenversorgung 130 verfügbaren Ressourcen.
Die Ressourcenbedarfsüberwachung 106 umfasst jede geeignete Vorrichtung und/oder einen Satz von in einem Speicher abgelegten maschinenlesbaren Befehle, die den Ressourcenbedarf der Ressourcenbedarfs-Maschinen 112 verfolgt. Bei einem Beispiel verfolgt die Ressourcenbedarfsüberwachung 106 den Ressourcenbedarf der Ressourcenbedarfs-Maschinen 112 direkt. Bei einem anderen Beispiel werden der Ressourcenbedarfsüberwachung 106 Daten, die den Ressourcenbedarf der Ressourcenbedarfs-Maschinen 112 betreffen, aus anderen Quellen, zum Beispiel aus historischen Ressourcenbedarfsaufzeichnungen zugeführt.
Gemäß einem speziellen Beispiel umfasst die Anlage 102 eine Datenzentrale. Bei diesem Beispiel umfassen die Ressourcenbedarfs-Maschinen 112 mehrere Server, um verschiedene kritische und nicht-kritische Informationstechnologie(IT)-Workloads durchzuführen. Außerdem umfassen die Untersystemkomponenten 116 Luftzufuhrvorrichtungen, die im Rechenzentrum positioniert sind, um die Ressourcenbedarfs-Maschinen 112 mit Luftströmung zu versorgen. Bei einem Beispiel sind die Ressourcenbedarfs-Maschinen 112 auf Elektronik-Einschubrahmen angeordnet und die Untersystemkomponenten 116 versorgen die Ressourcenbedarfs-Maschinen 112 mit Kühlluftströmung und oder Kühlflüssigkeit.
In 2 ist nun ein Blockdiagramm eines Anlagenmanagers 200 gemäß einem Beispiel gezeigt. Gemäß einem Beispiel umfasst der Anlagenmanager 200 den in 1 gezeigten Anlagenmanager 108. In jeglicher Hinsicht kann der Anlagenmanager 200 einen Server, einen Computer, einen Laptop-Computer, ein Tablet-Computer, einen elektronischen Organizer, ein Mobiltelefon oder andere elektronische Geräte umfassen.
Der Anlagenmanager 200 enthält der Darstellung gemäß ein Anlagenmanagermodul 202, einen Datenspeicher 220 und einen Prozessor 230. Das Anlagenmanagermodul 202 enthält der Darstellung gemäß ein Eingabe/Ausgabe-Modul 204, ein Ressourcenversorgungsvorhersage-Modul 206, ein Ressourcenbedarfsvorhersage-Modul 208, ein Kapazitätszeitplanerstellungs-Modul 210, ein Kapazitätszeitplanausführungs-Modul 212, ein Überwachungsmodul 214 und ein Betriebszielbestimmungsmodul 216. Der Prozessor 230, der einen Mikroprozessor, einen Mikrocontroller, eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (application specific integrated circuit, ASIC) und dergleichen umfassen kann, soll verschiedene Bearbeitungsfunktionen in dem Anlagenmanager 200 ausführen. Eine der Bearbeitungsfunktionen beinhaltet das Aufrufen oder Ausführen der Module 204–216 des Anlagenmanagermoduls 202, wie nachfolgend noch genauer ausgeführt wird.
Gemäß einem Beispiel umfasst das Anlagenmanagermodul 202 ein Bauteil wie eine oder mehrere auf einer Platine angeordneten Schaltung(en). Bei diesem Beispiel umfassen die Module 204–216 Schaltungsbauelemente oder individuelle Schaltungen. Gemäß einem anderen Beispiel umfasst das Anlagenmanagermodul 202 einen flüchtigen oder nicht-flüchtigen Speicher, zum Beispiel einen dynamischen Direktzugriffsspeicher (dynamic random access memory, DRAM), einen elektrisch löschbaren programmierbaren Nur-Lese-Speicher (electrically erasable programmable read-only memory, EEPROM), ein magnetoresistives nichtflüchtiges RAM (magnetoresistive random access memory, MRAM), einen Memristor, einen Flash-Speicher, eine Diskette, einen CD-Nur-Lesespeicher (compact disc read only memory, CD-ROM), einen DVD-Nur-Lesespeicher (digital video disc read only memory, DVD-ROM) oder andere optische oder magnetische Medien und dergleichen. Bei diesem Beispiel umfassen die Module 204–216 Softwaremodule, die im Anlagenmanagermodul 202 abgelegt sind. Gemäß einem weiteren Beispiel umfassen die Module 204–216 eine Kombination von Hardware- und Softwaremodulen.
Obwohl dies in 2 nicht ausdrücklich gezeigt ist, kann der Anlagenmanager 200 verschiedene Schnittstellen zur Kommunikation mit der Ressourcenversorgungsüberwachung 104, der Ressourcenbedarfsüberwachung 106, der Ressourcenbedarfssteuerung 110 und der Untersystemsteuerung 114 beinhalten. Der Anlagenmanager 200 kann auch verschiedene Schnittstellen (nicht gezeigt) beinhalten, um den Empfang von Befehlen und die Ausgabe verschiedener Daten zu ermöglichen. Die verschiedenen Schnittstellen können Hardware- und/oder Software-Schnittstellen umfassen. In jeglicher Hinsicht können die verschiedenen Schnittstellen mit einem Netz verbunden sein, über das der Anlagenmanager 200 die verschiedenen Daten empfangen kann.
Der Prozessor 230 kann über die verschiedenen Schnittstellen empfangene Daten in dem Datenspeicher 220 ablegen und die Daten bei der Implementierung der Module 204–216 verwenden. Der Datenspeicher 220 umfasst flüchtigen und/oder nicht-flüchtigen Speicher, wie DRAM, EEPROM, MRAM, Phasenwechsel-RAM (phase change RAM, PCRAM), Memristor, Flash-Speicher und dergleichen. Zusätzlich oder alternativ dazu umfasst der Datenspeicher 220 eine Vorrichtung, die zum Lesen und Schreiben auf entfernbare Medien, wie eine Diskette, eine CD-ROM, eine DVD-ROM oder andere optische oder magnetische Medien bestimmt ist.
Verschiedene Weisen, in denen die Module 204–216 des Anlagenmanagermoduls 202 umgesetzt werden können, werden in größerem Detail in Bezug auf das Verfahren 300 in 3 erörtert. 3 zeigt insbesondere ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens 300 für das Management einer Anlage 102 gemäß einem Beispiel. Für den Fachmann wird offensichtlich sein, dass das Verfahren 300 eine verallgemeinerte Darstellung darstellt und dass andere Schritte hinzugefügt werden können, oder vorhandene Schritte entfallen, modifiziert oder umgeordnet werden können, ohne vom Schutzumfang des Verfahrens 300 abzuweichen. Obwohl insbesondere Bezug auf das Anlagenmanagermodul 202 genommen wird, das gemäß 2 eine Vorrichtung und/oder einen Satz maschinenlesbarer Befehle beinhaltet, die die in dem Verfahren 300 beschriebenen Operationen ausführen können, versteht sich, dass das Verfahren 300 auch von anders konfigurierten Vorrichtungen und/oder maschinenlesbaren Befehlen ausgeführt werden kann, ohne vom Schutzumfang des Verfahrens 300 abzuweichen.
In Block 302 wird eine Versorgung mit Ressourcen, die für einen vorgegebenen Zeitraum von einer ersten Ressourcenversorgung 120 verfügbar sind, vorhergesagt, zum Beispiel durch das Ressourcenversorgungsvorhersage-Modu1 206. Der vorgegebene Zeitraum umfasst einen beliebigen geeigneten Zeitraum in der Zukunft, der zum Beispiel einige Minuten, eine Stunde oder mehr, einen Tag, eine Woche, einen Monat, ein Jahr usw. beinhaltet. So kann zum Beispiel das Versorgungsvorhersagemodul 206 die Höhe der Ressourcen, zum Beispiel Strom, Wasser, Kühlluft, Chemikalien usw. vorhersagen, die wahrscheinlich über den vorgegebenen Zeitraum verfügbar sein werden. Das Versorgungsvorhersagemodul 206 kann historische Daten, wie sie zum Beispiel in der Ressourcenversorgungsüberwachung 104 gesammelt werden, eine Beschreibung der ersten Ressourcenversorgung 120, Wetterinformationen, usw. verwenden, um die Versorgung mit Ressourcen vorherzusagen, die aus der ersten Ressourcenversorgung 120 für den vorgegebenen Zeitraum verfügbar ist. Die Beschreibung der ersten Ressourcenversorgung 120 kann zum Beispiel Eigenschaften von Komponenten der ersten Ressourcenversorgung 120, wie Photovoltaikkollektoren, Windanlagen, usw. beinhalten. Die Wetterinformationen können historische Wetterdaten, aktuelle Wetterbedingungen, Prognosen zukünftiger Wetterbedingungen, wie Temperatur, Bewölkung, Windgeschwindigkeit, Sonnenwinkel, usw. beinhalten.
Gemäß einem Beispiel wird die Vorhersage für die von der ersten Versorgung 120 für den vorgegebenen Zeitraum verfügbaren Ressourcen unter Verwendung der k-nächste-Nachbarn-Technik getroffen. Bei dieser Technik wird eine lokale Suche nach den ”ähnlichsten” Tagen in der Vergangenheit durchgeführt und es wird ein gewichteter Durchschnitt dieser Tage verwendet, um eine Vorhersage zu treffen. Die Ähnlichkeit basiert zum Beispiel auf den Wetterbedingungen während dieser ”ähnlichsten” Tage. Als spezielles Beispiel kann die folgende Gleichung verwendet werden, um die Leistungsabgabe einer Photovoltaikanlage (PV) in stündlichen Zeitschlitzen vorherzusagen. Gleichung (1):
In Gleichung (1) ist y ^_t die vorausgesagte Leistungsabgabe des PV zur Stunde t; y_i ist die tatsächliche Leistungsabgabe eines Nachbarn i des PV; x ist ein Merkmalsvektor, wie Temperatur, Feuchtigkeit, usw.; d ist eine Abstandsmetrik-Funktion; und N_k(x, D) ist die Menge der k nächsten Nachbarn von x in D.
In Block 304 wird ein Bedarf an Ressourcen in der Anlage 102 während des vorgegebenen Zeitraums vorhergesagt, zum Beispiel, durch das Ressourcenbedarfsvorhersage-Modul 208. Das Ressourcenbedarfsvorhersage-Modul 208 kann den Bedarf an Ressourcen durch Verwendung von historischen Ressourcenbedarfs-Informationen vorhersagen, wie sie zum Beispiel durch die Ressourcenbedarfsüberwachung 106 gesammelt werden, um Muster von Ressourcennutzung und zukünftigem Bedarf zu bestimmen. Zwar besteht beim Ressourcenbedarf eine relativ große Variabilität, bei dem Ressourcenbedarf für interaktive Workloads zeigen sich jedoch oft deutliche Kurzzeit- und Langzeit-Muster. Verschiedene Faktoren, die eingesetzt werden können, um den Bedarf an Ressourcen vorherzusagen beinhalten Kalenderinformationen, zum Beispiel, Wochenenden, Feiertage, usw., Informationen über besondere Ereignisse, wie Lohn-Berechnungen am Ende des Monats oder andere bekannte Zeiträume großer Aktivität usw.
Gemäß einem Beispiel führt das Ressourcenbedarfsvorhersage-Modul 208 zuerst eine Periodizitätsanalyse der historischen Workload-Aufzeichnungen durch, um die Länge eines Musters oder eine Folge von periodisch auftretenden Muster zu bestimmen. Insbesondere wird zum Beispiel eine schnelle Fourier-Transformation (Fast Fourier Transform, FFT) verwendet, um das Periodogramm der Zeitreihendaten zu finden. Daraus werden Perioden der prominentesten Muster oder von Folgen von Muster abgeleitet. Zum Beispiel weisen die meisten interaktiven Workloads prominente tägliche Muster auf. Daraufhin kann dann ein autoregressives Modell erstellt werden, um sowohl die langfristigen als auch die kurzfristigen Muster nach dem folgenden Modell zu erfassen. Insbesondere schätzt das folgende Modell w(d, t) die Nachfrage zum Zeitpunkt t am Tag D, auf der Basis des Bedarfs an den N vorhergehenden Tagen und M vorhergehenden Zeitpunkten am selben Tag. Gleichung (2):
Die Parameter in Gleichung (2) können dann unter Verwendung der historischen Daten kalibriert werden. In Gleichung (2) umfassen a, b und c Koeffizienten.
In einem anderen Beispiel entfällt die FFT-Berechnung für die Ressourcenbedarfsvorhersage. Stattdessen werden die relevanten Variablen in den historischen Daten nach Merkmalsauswahlmethoden, zum Beispiel durch Regularisierung, identifiziert. Bei diesem Beispiel wird eine große Anzahl für vorhergegangene Tage, Stunden und andere betreffende Variablen berücksichtigt. Zum Beispiel können sich N und M in der Gleichung (2) in der Größenordnung von mehreren zehn bewegen. Außerdem wird eine Zielfunktion, die dazu verwendet wird, die Summe der quadratischen Abweichungen zu minimieren, um einen Regularisierungsterm in Bezug auf die Anzahl/Größe der in der obigen Regression verwendeten Koeffizienten erweitert. Ein Ergebnis dieser Operation ist, dass irrelevante Variablen wegfallen wenn deren Koeffizienten auf Null zugehen. Beispiele solcher Regularisierungterme sind denen ähnlich, die im Lasso, bei der Ridge-Regression oder bei ähnlichen Methoden eingesetzt werden. Unter Verwendung solcher Verfahren können die Koeffizienten zum Beispiel durch Lösen der folgenden Gleichung bestimmt werden: Gleichung (3):
Die Vorhersage des Ressourcenbedarfs in der Anlage 102 kann auch eine Vorhersage für den Ressourcenbedarf der Untersystemkomponenten 116 bei der Kühlung der Ressourcenbedarfs-Maschinen 112 beinhalten. Bei diesem Beispiel kann das Ressourcenbedarfsvorhersage-Modul 208 den Bedarf an Ressourcen, wie Energie, Kühlungsluftstrom, Wasser, Chemikalien, usw. der Untersystemkomponenten 116 durch Verwendung von historischen Bedarfsinformationen vorhersagen, wie sie zum Beispiel durch die Ressourcenbedarfsüberwachung 106 gesammelt werden, um Muster von Ressourcennutzung und zukünftigem Bedarf zu bestimmen. So kann zum Beispiel das Ressourcenbedarfsvorhersage-Modul 208 die Menge von Außenluftstrom vorhersagen, die zu dem vorgegebenen Zeitraum in die Anlage 102 geliefert werden kann.
In Block 306 wird, zum Beispiel durch das Kapazitätszeitplanerstellungs-Modul 210, eine Kapazitätsplanung zum Erreichen eines vordefinierten Betriebsziels erstellt. Gemäß einem Beispiel verwendet das Kapazitätszeitplanerstellungs-Modul 210 bei der Erstellung des Kapazitätszeitplans eine Vielzahl von Eingaben, einschließlich der vorausgesagten Versorgung mit Ressourcen, die aus der ersten Ressourcenversorgung 120 verfügbar sind, und des vorhergesagten Bedarfs an Ressourcen in der Anlage 102 während des vorgegebenen Zeitraums. Die Eingaben können ferner den vorhergesagten Bedarf an Ressourcen, sowohl der Ressourcenbedarfs-Maschinen 112 zur Ausführung des Workloads, als auch der Untersysteme 116 zur Kühlung der Maschinen 112, und einen Preis für die aus der zweiten Ressourcenversorgung 130 verfügbaren Mittel beinhalten. Der vorhergesagte Bedarf an Ressourcen in der Anlage 102 kann auch die Verfügbarkeit von Außenluft-Kühlungsluftstrom beinhalten, der den Ressourcenbedarf der Untersystemkomponenten 116 verringern kann.
Allgemein gesehen wird die Kapazitätszeitplanung durchgeführt, um einen Plan zu entwickeln, der die Ressourcenbedarfszeitplanung und Kapazitätenzuweisungszeitplanung im Wesentlichen dahingehend optimiert, dass diese der vorhergesagten verfügbaren Ressourcenversorgung aus der ersten Ressourcenversorgung 120 entsprechen. Zum Beispiel wird die Kapazitätszeitplanung dahingehend entwickelt, dass sie im Wesentlichen Ressourcen entspricht, die aus der ersten Ressourcenversorgung 120 verfügbar sind, und der Preisgestaltung der aus der zweiten Ressourcenversorgung 130 gelieferten Ressourcen und der Kühlversorgung, die Kühlmaschinenkapazität und Verfügbarkeit von Außenluftkühlung beinhalten kann.
Gemäß einem Beispiel, nimmt das Kapazitätszeitplanerstellungs-Modul 210 die vorhergesagte, aus der ersten Ressourcenversorgung 120 verfügbare Versorgung mit Ressourcen, die vorhergesagte Kühlungsversorgung und den Workloadbedarf, sowie den zweiten Ressourcenpreis als Eingaben und erzeugt durch Bedarfsgestaltung eine optimale Zeitplanung für nicht-kritischen Ressourcenbedarf, um ein vordefiniertes Betriebsziel zu erreichen. Das Betriebsziel kann mindestens eines von Folgendem umfassen (1) der kritische Bedarf an Ressourcen ist erfüllt; (2) es ist mindestens ein Netto-Null-Verbrauch von Ressourcen aus der zweiten Ressourcenversorgung 130 erreicht; (3) die Nutzung von Ressourcen aus der zweiten Ressourcenversorgung 130 ist minimiert; (4) die Nutzung von Ressourcen aus der ersten Ressourcenversorgung 120 ist maximiert; und (5) die Betriebskosten sind minimiert. Der nicht-kritische Bedarf kann einen Bedarf durch Workloads umfassen, die nicht zu bestimmten Zeiten oder auf Verlangen durchgeführt werden müssen. In dieser Hinsicht kann nicht-kritischer Bedarf den Bedarf von denjenigen Workloads umfassen, die in dem Rahmen durchgeführt werden können, wie Systemressourcen zur Verfügung stehen. Als besonderes Beispiel umfassen die nicht-kritischen Workloads Stapelverarbeitungsaufträge für Server, zum Beispiel wissenschaftliche Anwendungen, Simulationen, Finanzanalyse, Bildverarbeitung usw. Beispiele für kritische Workloads können Internet-Dienste, interaktive Workloads oder andere verzögerungsintolerante Workloads umfassen.
In Block 308 wird der Kapazitätszeitplan durch das Kapazitätszeitplanausführungs-Modul 212 ausgeführt. Insbesondere kommuniziert das Workloadausführungsmodul 212 Befehle an die Ressourcenbedarfssteuerung 110, dahingehend wie die Ressourcen von den Ressourcenbedarfs-Maschinen 112 während des vorgegebenen Zeitraums verbraucht werden sollen. Zum Beispiel kommuniziert das Kapazitätszeitplanausführungs-Modul 212 Befehle an die Ressourcenbedarfssteuerung 110, damit die nicht-kritischen Workloads gemäß des erstellten Kapazitätsplans ausgeführt werden. Außerdem kommuniziert gemäß einem Beispiel das Kapazitätszeitplanausführungs-Modul 212 Befehle an die Untersystemsteuerung 114, dahingehend, wie die Untersystemkomponenten 116 während des vorgegebenen Zeitraums zu betreiben sind. Bei einem anderen Beispiel steuert die Untersystemsteuerung 114 Operationen der Untersystemkomponenten 116 selbstständig, auf der Basis von Betriebsbedingungen der Ressourcenbedarfs-Maschinen 112.
Gemäß einem besonderen Beispiel beinhaltet die Ausführung des Plans in Block 308 die Ausführung einer Mehrzahl von Anwendungen (Workloads) auf Server (Ressourcenbedarfs-Maschinen 112). Bei diesem Beispiel werden die Funktionen der Ressourcenbedarfssteuerung 110 unter drei Steuerungen aufgeteilt, die darauf fokussiert sind, Vereinbarungen zum Dienstniveau (service-level agreements, SLAs) einzuhalten. Die drei Steuerungen beinhalten eine Anwendungssteuerung, eine lokale Knotensteuerung und eine Workload-Management-Steuerung. Die Anwendungssteuerung soll Nutzungsziele für die Komponenten der Anwendungen so anpassen, dass die Dienstniveauziele erfüllt werden. Außerdem soll die lokale Knoten-Steuerung eine Vielzahl von Server steuern und die Ressourcenberechtigungen für jeden Server den Nutzungszielen entsprechend anpassen. Die lokale Knoten-Steuerung dient auch als Zuteiler wenn Ressourcen relativ knapp sind. Die Workload-Management-Steuerung pflegt die Workload-Zuteilung im Ressourcenpool und migriert Workloads zwischen Servern und fahrt nach Bedarf Server herunter oder startet zusätzliche Server.
Wie oben ausgeführt, umfassen die Workloads verschiedene Workloadkategorien, zum Beispiel kritische und nicht-kritische Workloads. Gemäß einem Beispiel kann der durch die nicht-kritischen Workloads entstehende Bedarf, so gestaltet werden, dass das vordefinierte Betriebsziel erreicht wird. Bei diesem Beispiel berücksichtigt die Workload-Management-Steuerung die verfügbare Versorgung mit Ressourcen aus der ersten Ressourcenversorgung 120, wie zum Beispiel verfügbare Leistung, verfügbarer Kühlluftstrom usw. und bestimmt, wieviel an IT-Ausrüstung (zum Beispiel wie viele Server) gemäß dem in Block 306 festgelegten Plan unterstützt werden kann. Die Workload-Management-Steuerung bestimmt auch, wieviel an Ausrüstung erforderlich ist, um die kritischen/interaktiven Workloads zu unterstützen, und wieviel zusätzliche Ausrüstung für die nicht-kritischen Workloads unter den Beschränkungen der Verfügbarkeit von Ressourcen erforderlich ist. In einer Hinsicht kann ein Anlagenbetreiber Richtlinien definieren, zum Beispiel, dass der Bedarf der kritischen Workloads immer erfüllt wird, während der Bedarf nicht-kritischer Workloads nur dann erfüllt wird wenn genügend Ressourcen wie Strom, Kühlung usw. verfügbar sind. Die Workload-Management-Steuerung kann diese Richtlinien dazu nutzen, um die Workloads zu migrieren (zum Beispiel durch Konsolidierung von Workloads wenn der Ausführungsplan einen geringeren Ressourcenverbrauch verlangt, oder Ausgleichen von Workloads wenn der Plan mehr Ressourcenverbrauch erlaubt und die Workloads davon profitieren würden) und IT-Ausrüstung herunterzufahren oder zusätzliche IT-Ausrüstung zu starten.
In Block 310 wird eine Bestimmung vorgenommen, ob der erstellte Kapazitätszeitplan die vordefinierten Betriebsziele erreicht, zum Beispiel, durch das Betriebszielbestimmungsmodul 216. D. h., zum Beispiel überwacht das Betriebszielbestimmungsmodul 216 fortlaufend die Ausführung des Plans und die tatsächliche Verfügbarkeit von Ressourcen. In Reaktion auf eine Bestimmung, dass der geplante Kapazitätszeitplan das vordefinierte Betriebsziel erreicht, wird, gemäß einem Beispiel, die Planung in Block 308 weiter ausgeführt. In Reaktion auf eine Bestimmung, dass der erstellte Kapazitätszeitplan das vordefinierte Betriebsziel nicht erreicht, werden die Blöcke 302–308 wiederholt, um einen anderen Plan für den Kapazitätszeitplan zu bestimmen.
Gemäß einem Beispiel kann die Bestimmung in Block 310, ob der geplante Kapazitätszeitplan das vordefinierte Betriebsziel erreicht, ein Bestimmen beinhalten, ob die Ressourcenverfügbarkeit im Wesentlichen mit der vorhergesagten Versorgung mit Ressourcen in Einklang steht, die aus der ersten Ressourcenversorgung 120 verfügbar sind, und ein Bestimmen, ob die überwachte Ressourcennutzung im Wesentlichen mit dem vorhergesagten Bedarf an Ressourcen in Einklang steht.
Gemäß einem Beispiel ist der vorgegebene Zeitraum statisch, zum Beispiel jeden Tag für die Ausführung am nächsten Tag. Gemäß einem anderen Beispiel ist der vorgegebene Zeitraum dynamisch, zum Beispiel wird ein neuer Plan erstellt, wenn sich der aktuelle Plan um mehr als einen vorgegebenen Toleranzwert von der tatsächlichen Versorgung mit Ressourcen und dem Bedarf an Ressourcen unterscheidet, wenn der aktuelle Plan nicht wie geplant ausgeführt werden kann, oder wenn der Planzeitraum abgelaufen ist. Außerdem kann das Verfahren 300 für den gleichen Zeitraum oder für andere Zeiträume wiederholt werden.
Zu Zeitpunkten vor, während und nach der Durchführung des Verfahrens 300 können verschiedene Daten ausgegeben werden, zum Beispiel durch das Eingabe/Ausgabe-Modul 204. So kann zum Beispiel das Eingabe/Ausgabe-Modul 204 einen Hinweis darauf ausgeben, ob der in Block 306 erstellte und in Block 308 ausgeführte Kapazitätszeitplan das vordefinierte Betriebsziel erreicht.
Einige oder alle der in dem Verfahren 300 festgelegten Operation(en) können als Dienstprogramm, Programm oder Unterprogramm in einem beliebigen für Computer zugänglichen Medium enthalten sein. Außerdem kann das Verfahren 300 durch Computerprogramme ausgeführt werden, die in einer Vielzahl von Formen, sowohl aktiv als auch inaktiv, vorliegen können. Zum Beispiel können sie als maschinenlesbare Befehle, einschließlich Quellcode, Objektcode, ausführbarem Code oder in anderen Formate vorliegen. Alle der Vorgenannten können auf einem nicht-transitorischen durch Computer lesbaren Speichermedium verkörpert sein.
Beispiele für nicht-transitorische computerlesbare Speichermedien beinhalten herkömmliches Computersystem-RAM, ROM, EPROM, EEPROM und magnetische oder optische Platten oder Bänder. Es versteht sich somit, dass die oben aufgezählten Funktionen durch jede elektronische Vorrichtung ausgeführt werden können, die in der Lage ist, die oben beschriebenen Funktionen auszuführen.
In 4 ist nun eine schematische Darstellung einer Rechenvorrichtung 400 gezeigt, die dazu verwendet werden kann, gemäß einem Beispiel verschiedene Funktionen des in 2 gezeigten Anlagenmanagermoduls 202 durchzuführen. Die Rechenvorrichtung 400 umfasst einen oder mehrere Prozessoren 402, zum Beispiel, aber nicht beschränkt auf, eine zentrale Verarbeitungseinheit; eine oder mehrere Anzeigevorrichtungen 404, zum Beispiel, aber nicht beschränkt auf, einen Monitor; eine oder mehrere Netzwerkschnittstellen 408, zum Beispiel, aber nicht beschränkt auf, ein Local Area Network LAN, ein drahtloses 802.11x LAN, ein mobiles 3G-WAN oder ein WiMax WAN; und ein oder mehrere computerlesbare Medien 410. Jede dieser Komponenten ist operativ an einen oder mehrere Bus(se) 412 gekoppelt. Zum Beispiel kann der Bus 412 ein EISA, ein PCI, USB, FireWire, ein NuBus oder ein PDS sein.
Das durch Computer lesbare Medium 410 kann eine beliebiges geeignetes Medium sein, das an der Bereitstellung von Befehlen zur Durchführung durch den Prozessor 402 teilnimmt. Zum Beispiel kann es sich bei dem durch Computer lesbare Medium 410 um nicht-flüchtige Medien, zum Beispiel Speicher, handeln. Das durch Computer lesbare Medium 410 kann auch ein Betriebssystem 414 speichern, zum Beispiel, aber nicht beschränkt auf, Mac OS, MS Windows, Unix oder Linux; Netzwerkanwendungen 416; und eine Anlagenmanagement-Anwendung 418. Das Betriebssystem 414 kann ein Multi-User-, Multiprocessing-, Multitasking-, Multithreading-, Echtzeit-System und dergleichen sein. Das Betriebssystem 414 kann auch grundlegende Aufgaben durchführen, zum Beispiel, aber nicht beschränkt auf, Erkennen von Eingaben von Eingabegeräten, zum Beispiel, aber nicht beschränkt auf, eine Tastatur oder ein Tastenfeld; Senden von Ausgaben an die Anzeige 404; Verfolgen von Dateien und Verzeichnissen auf dem Medium 410; Steuerung von Peripheriegeräten, zum Beispiel, aber nicht beschränkt auf, Plattenlaufwerke, Drucker, Bildaufnahmeeinrichtungen; und Verwalten von Verkehr auf dem einen oder mehreren Bus(sen) 412. Die Netzwerkanwendungen 416 beinhalten verschiedene Komponenten für die Einrichtung und Aufrechterhaltung von Netzwerkverbindungen, zum Beispiel, aber nicht beschränkt auf, maschinenlesbare Befehle zum Implementieren von Kommunikationsprotokollen einschließlich TCP/IP, HTTP, Ethernet, USB und FireWire.
Die Anlagenmanagement-Anwendung 418 stellt verschiedene Komponenten für das Management einer Anlage bereit, wie oben mit Bezug auf das Verfahren 300 von 3 ausgeführt. Die Anlagenmanagement-Anwendung 418 kann demnach das Eingabe/Ausgabe-Modul 204, das Ressourcenversorgungsvorhersage-Modul 206, das Ressourcenbedarfsvorhersage-Modul 208, das Kapazitätsplanerstellungs-Modul 210, das Kapazitätszeitplanausführungs-Modul 212, das Überwachungsmodul 214 und das Betriebszielbestimmungsmodul 216 umfassen. In dieser Hinsicht kann die Anlagenmanagement-Anwendung 418 Module beinhalten zum Vorhersagen einer für einen vorgegebenen Zeitraum aus der ersten Ressourcenversorgung verfügbaren Versorgung mit Ressourcen, zum Vorhersagen eines Ressourcenbedarfs in der Anlage während des vorgegebenen Zeitraums, zur Erstellung eines Kapazitätszeitplans zum Erreichen eines vordefinierten Betriebsziels, wobei die Erstellung des Kapazitätszeitplans als Eingaben die vorhergesagte aus der ersten Ressourcenversorgung verfügbare Versorgung mit Ressourcen und den vorhergesagten Bedarf an Ressourcen in der Anlage während des vorgegebenen Zeitraums beinhaltet, und eine Bestimmung, ob der erstellte Kapazitätszeitplan das vordefinierte Betriebsziel erreicht.
Bei bestimmten Beispielen können einige oder alle der von der Anlagenmanagement-Anwendung 418 durchgeführten Prozesse in das Betriebssystem 414 integriert sein. Bei bestimmten Beispielen können die Prozesse zumindest teilweise in einer digitalen elektronischen Schaltungsanordnung oder in Computerhardware, maschinenlesbaren Befehlen (einschließlich Firmware und Software), oder in einer beliebigen Kombination derselben umgesetzt sein, wie oben ausgeführt.
Was vorliegend beschrieben und dargestellt ist, sind Beispiele der Offenbarung zusammen mit einigen Variationen. Die vorliegend verwendeten Begriffe, Beschreibungen und Figuren, dienen nur zur Veranschaulichung und sind nicht als Einschränkungen gedacht. Im Umfang der Offenbarung, die durch die nachfolgenden Ansprüche – und deren Äquivalente – definiert sein soll, sind viele Variationen möglich, wobei alle Begriffe, sofern nicht anders angegeben in ihrem breitesten plausiblen Sinn zu verstehen sind.

Claims

Verfahren zum Management einer Anlage, die Ressourcen von einer ersten Ressourcenversorgung empfangen soll, wobei das Verfahren umfasst: (a) Vorhersagen einer für einen vorgegebenen Zeitraum aus der ersten Ressourcenversorgung verfügbaren Versorgung mit Ressourcen; (b) Vorhersagen eines Ressourcenbedarfs in der Anlage während des vorgegebenen Zeitraums; (c) Erstellung, durch einen Prozessor, eines Kapazitätszeitplans für die Anlage, um ein vordefiniertes Betriebsziel zu erreichen, wobei die Erstellung des Kapazitätszeitplans als Eingaben die vorhergesagte aus der ersten Ressourcenversorgung verfügbare Versorgung mit Ressourcen und den vorhergesagten Bedarf an Ressourcen in der Anlage während des vorgegebenen Zeitraums verwendet; und (d) Bestimmen, ob der erstellte Kapazitätszeitplan das vordefinierte Betriebsziel erreicht.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Anlage Ressourcen aus einer zweiten Ressourcenversorgung empfangen soll, und wobei sich die erste Ressourcenversorgung von der zweiten Ressourcenversorgung dadurch unterscheidet, dass mindestens entweder: die erste Ressourcenversorgung eine erneuerbare Energieversorgung umfasst und die zweite Ressourcenversorgung eine nicht-erneuerbare Energieversorgung umfasst, und/oder eine aus der ersten Ressourcenversorgung verfügbare Ressource relativ weniger teuer ist als eine aus der zweiten Ressourcenversorgung verfügbare Ressource, und/oder dass die erste Ressourcenversorgung relativ nachhaltiger ist als die zweite Ressourcenversorgung.
Verfahren nach Anspruch 1, das ferner Folgendes umfasst: Ausgabe von mindestens entweder Befehle, die den erstellten Kapazitätszeitplan betreffen, und/oder eines Hinweises darauf, ob der erstellte Kapazitätszeitplan das vordefinierte Betriebsziel erreicht.
Verfahren nach Anspruch 1, das ferner Folgendes umfasst: Ausführung des erstellten Kapazitätsplans während des vorgegebenen Zeitraums; Überwachung der Verfügbarkeit von Ressourcen und Ressourcennutzung, während der erstellte Kapazitätszeitplan ausgeführt wird; und wobei (d) ferner Folgendes umfasst, Bestimmen, ob die Ressourcenverfügbarkeit im Wesentlichen im Einklang mit der vorhergesagten Versorgung mit Ressourcen steht, die aus der ersten Ressourcenversorgung verfügbar ist; und Bestimmen, ob die die Verfügbarkeit von Ressourcen im Wesentlichen in Einklang mit der vorhergesagten Versorgung mit Ressourcen steht, die aus der ersten Ressourcenversorgung verfügbar ist; und Bestimmen, ob die beobachtete Ressourcennutzung im Wesentlichen im Einklang mit dem vorhergesagten Bedarf an Ressourcen steht.
Verfahren nach Anspruch 4, das ferner Folgendes umfasst: in Reaktion auf eine Bestimmung, dass mindestens entweder die Verfügbarkeit von Ressourcen und/oder der die beobachtete Ressourcennutzung im Wesentlichen nicht mit der entsprechenden vorhergesagten Versorgung mit Ressourcen, die aus der ersten Ressourcenversorgung verfügbar sind, und dem vorhergesagten Bedarf an Ressourcen in Einklang steht, Wiederholen von (a)–(d).
Verfahren nach Anspruch 1, wobei (a) ferner umfasst Vorhersagen der Versorgung mit Ressourcen, die aus der ersten Ressourcenversorgung für den vorgegebenen Zeitraum verfügbar sind, durch eine Analyse von historischen Informationen bezüglich der Versorgung mit Ressourcen aus der ersten Ressourcenversorgung.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei (b) ferner umfasst Vorhersagen des Ressourcenbedarfs in der Anlage während des vorgegebenen Zeitraums durch Verwendung historischer Bedarfsinformationen, um Muster der Ressourcennutzung und zukünftigen Bedarf zu bestimmen.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei (b) ferner umfasst Vorhersagen des Bedarfs an Ressourcen, sowohl von den Maschinen, die die Workload durchführen, als auch den Kühlsystemen, die die Maschinen in der Anlage während des vorgegebenen Zeitraums kühlen sollen.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei bei der Erstellung des Kapazitätszeitplans als Eingabe ferner der vorhergesagte Bedarf an Ressourcen, sowohl von den Maschinen, die die Workload durchführen, als auch von den Kühlsystemen, die die Maschinen kühlen, und ein Preis von Ressourcen, die aus der zweiten Ressourcenversorgung verfügbar sind, verwendet wird, wobei die Workload kritische Workload und nicht-kritische Workload umfasst, und wobei (c) ferner die Erstellung des Kapazitätszeitplans unter Verwendung der Eingaben umfasst, mit dem im Wesentlichen eine Zeitplanung der nicht-kritischen Workload Planung bei gleichzeitiger Erfüllung der vordefinierten Betriebsziele optimiert wird.
Anlagenmanager, der Ressourcen aus einer ersten Ressourcenversorgung empfangen soll, wobei der Anlagenmanager Folgendes umfasst: einen Speicher, in dem mindestens ein Modul gespeichert ist, das maschinenlesbare Befehle enthält, um: a) eine für einen vorgegebenen Zeitraum aus der ersten Ressourcenversorgung verfügbare Versorgung mit Ressourcen vorherzusagen; (b) einen Ressourcenbedarf in der Anlage während des vorgegebenen Zeitraums vorherzusagen; (c) einen Kapazitätszeitplan für die Anlage zu erstellen, der ein vordefiniertes Betriebsziel erreicht, wobei die Erstellung des Kapazitätszeitplans als Eingaben die vorhergesagte aus der ersten Ressourcenversorgung verfügbare Versorgung mit Ressourcen und den vorhergesagten Bedarf an Ressourcen in der Anlage während des vorgegebenen Zeitraums verwendet; (d) Ausführen des Kapazitätszeitplans während des vorgegebenen Zeitraums: und (e) Bestimmen, ob der erstellte Kapazitätszeitplan das vordefinierte Betriebsziel erreicht; und einen Prozessor, um das mindestens eine Modul umzusetzen.
Anlagemanager nach Anspruch 10, wobei das mindestens eine Modul ferner maschinenlesbare Befehle umfasst, um: mindestens einen Befehl betreffend den erstellten Kapazitätszeitplan auszugeben und einen Hinweis darauf, ob der geplante Kapazitätszeitplan das vordefinierte Betriebsziel erreicht.
Anlagenmanager nach Anspruch 10, wobei das mindestens eine Modul ferner maschinenlesbare Befehle enthält, um: die Verfügbarkeit von Ressourcen und die Nutzung von Ressourcen zu überwachen während der Kapazitätszeitplan ausgeführt wird; und wobei (e) ferner umfasst, Bestimmen, ob die Ressourcenverfügbarkeit im Wesentlichen im Einklang mit der vorhergesagten Versorgung mit Ressourcen steht, die von der ersten Ressourcenversorgung verfügbar sind; und Bestimmen, ob die überwachte Ressourcennutzung im Wesentlichen mit dem vorhergesagten Bedarf an Ressourcen im Einklang steht.
Anlagenmanager nach Anspruch 10, wobei das mindestens eine Modul ferner maschinenlesbare Befehle enthält, um: in Reaktion auf eine Bestimmung, dass mindestens entweder die Verfügbarkeit von Ressourcen und/oder der die beobachtete Ressourcennutzung im Wesentlichen nicht mit der entsprechenden vorhergesagten Versorgung mit Ressourcen, die aus der ersten Ressourcenversorgung verfügbar sind, und dem vorhergesagten Bedarf an Ressourcen in Einklang steht, Wiederholen von (a)–(e).
Anlagenmanager nach Anspruch 10, wobei das mindestens eine Modul ferner maschinenlesbare Befehle enthält, um: den Bedarf an Ressourcen sowohl von den Maschinen, die die Workload durchführen, als auch von den Kühlsystemen, die die Maschinen in der Anlage während des vorgegebenen Zeitraums kühlen sollen vorherzusagen; und wobei die Erstellung des Kapazitätszeitplans ferner als Eingaben den vorhergesagten Bedarf an Ressourcen, sowohl von den Maschinen, die die Workload durchführen, als auch den Kühlungssystemen, die die Maschinen kühlen sollen, beinhaltet, und einen Preis für Ressourcen, die von der zweiten Ressourcenversorgung verfügbar sind, wobei die Workload kritische Workload und nicht-kritische Workload umfasst, und wobei (c) ferner umfasst, die Eingaben dazu zu verwenden, den Kapazitätszeitplan zu erstellen, der im Wesentlichen eine Zeitplanung der nicht-kritischen Workload bei gleichzeitiger Erfüllung des vordefinierten Betriebsziels optimiert.
Ein nicht-transitorisches computerlesbares Speichermedium, auf dem mindestens ein Computerprogramm eingebettet ist, wobei das mindestens eine Computerprogramm ein Verfahren zum Management einer Anlage umsetzt, die Ressourcen von einer ersten Ressourcenversorgung und einer zweiten Ressourcenversorgung empfangen soll, wobei sich die erste Ressourcenversorgung von der zweiten Ressourcenversorgung unterscheidet, wobei das mindestens eine Computerprogramm einen durch Computer lesbaren Code umfasst, um: eine Versorgung mit Ressourcen vorherzusagen, die aus der ersten Ressourcenversorgung für einen vorgegebenen Zeitraum verfügbar sind; einen Bedarf an Ressourcen in der Anlage während des vorgegebenen Zeitraums vorherzusagen; einen Kapazitätszeitplan für die Anlage zu erstellen, der ein vordefiniertes Betriebsziel erreicht, wobei die Erstellung des Kapazitätszeitplans als Eingaben die vorhergesagte Versorgung mit Ressourcen verwendet, die aus der ersten Ressourcenversorgung verfügbar sind, den vorhergesagten Ressourcenbedarf in der Anlage während des vorgegebenen Zeitraums, und einen Preis für Ressourcen, die aus der zweiten Ressourcenversorgung verfügbar sind; den Kapazitätszeitplan während des vorgegebenen Zeitraums auszuführen und zu bestimmen, ob der erstellte Kapazitätszeitplan das vorgegebene Betriebsziel erreicht.