产品设计：冗余、安全与效率

互联网上对付冗余的专项研究寥寥，然而无论是产物行使流程筹划照旧体系计划，冗余都应该成为一种思索的标准和方法，辅佐我们做出更好的选择。

什么是冗余？

维基百科中冗余的界说是：

体系为了晋升其靠得住度，决心设置一再的零件或是性能。

冗余是体系视角中才有的奇异观念，冗余无法单独存在。如我们可以说数据异地备份是数据存储体系的冗余计划，可是不能说数据存储在 3 个差异地理位置的机房是冗余。

我对付冗余的乐趣，最早来自学校的打印店。许多大部头的书可能论文（固然许多笔墨是有时义的空话）打印出来举办热胶装。因为纸张没有步伐异常精准地对齐，打印店凡是城市用一个呆板裁切：将装订好的册本放进去，然后调解好尺寸，之后师傅双手必要同时按住位于呆板阁下两侧的按钮，铡刀才会下来将册本裁剪整齐。

从机器计划来说，一个按钮也可以实现闸刀的升降，因此早先我觉得是呆板型号所导致的按钮配置，直到我写了更多无用的长篇论文，在差异打印店里见证了一次又一次铡刀的起升下降，才发明按钮在呆板的两侧着实是一种尺度计划。

缘故起因很简朴：安详——只有两只手同时按下哄骗按钮，铡刀才会启动，担保尖利的铡刀不会危险到人手。

许多公司的热饮水机也插手了相同的冗余计划：假如想要出热水，必要特殊按住一个成果键，以防备误操纵导致被烫伤。

本年受疫情影响，我们在家里办公了很长一段时刻。为了担保每位员工没有在家划水，老板开始要求天天写日报、天天开晨会同步当天事变内容与盼望。从公司运行体系来讲，晨会和日报的制度，也是在 KPI、双月绩效之外的一种冗余计划。

以是，我又从头引发了对付冗余的乐趣，出格感乐趣的是冗余的须要性，以及它与服从之间的相关。

冗余计划

只要细心调查，你会发明冗余在糊口、事变中无处不在，乃至在人的身材器官中，眼睛、耳朵等器官的双备份机制也是一种冗余机制，担保人体的正常运转。

工程中的冗余计划

冗余计划在工程中应用很是普及。

本年 3 月，旗下的猎鹰 9 号乐成发射，可是接纳失败，由于在发射进程中，猎鹰 9 号的个中 1 个动员机爆炸，得益于猎鹰 9 号动力体系的冗余计划，火箭上共有 9 台动员机，个中 1 台产生了爆炸之后，其他动员机继承正常事变，才担捍卫星正常进入轨道中。

图片源自收集

在航天飞机中，冗余计划更是四处可见。引用一篇先容 NASA 冗余计划的文章：

航天飞机……而是依赖四台独立的计较机运行沟通的导航和制导软件，并吸取沟通的数据输入。这四台计较机作为民主的缩影而运作。它们中的三台计较机必需就它们所权衡的内容告竣共鸣，才气采纳动作。

假如三台计较机赞成，而第四台计较机差异意，那么呈现这种环境宇航员就会关机或从头启动它。这就使得停止劫难或价钱奋发的搁浅所需的快速决定成为须要。假如多台计较机呈现妨碍，可能无法告竣共鸣，那么一台同样可以会见航天飞机节制体系的特殊计较机就可以经受。它可以举办预编程的大致（但安详）的上升、中止和再入。

——InfoQ. 在太空里不惧宕机，NASA是怎么做到的？

制度计划中的冗余

高中进修宋史时，城市频仍说起“冗官”、“冗兵”、“冗费”的“三冗”。据资料：

北宋仕宦2.4万人，是唐朝的1.28倍；每10万人中均匀拥有的仕宦数是51人，不只高出唐朝的35人，也高出元（27人）和明（37人）。

——刘笃才&杨一凡：论北宋的冗官题目

造成仕宦冗余的重要缘故起因一方面是大量恩荫制度造成的官员累积，更重要的是为了分手权利，配置了诸多机构，如中央将宰相权利一分为三，在处所配置通判支解行政权，又配置转运使和按察使支解司法权。另外，宋朝官制中官、职、驱策三者疏散，官制职能重叠，不免导致冗官，出格是在宋朝后期。

我们部分配置的晨会+日报机制，本质上也是一种制度冗余。固然我很厌倦晨会，可是一想到第二天要在晨会上说点什么，本日总得写一点什么、做一点什么，纵然是“面向晨会”的事变，也老是欺凌着本身有一些产出。最初我们的晨会开的像周会，每次能开 1 个多小时，导致大量时刻被挥霍。

不是全部的制度冗余造成的功效都是负向的。譬喻在我国，机场塔台牵制员实施双岗制，一个是主牵制员，直接批示飞机，另一位则是助理牵制员，认真监听与监视，当主牵制员发出的指令有误时，助力牵制员必要实时提示与更正，两人配合决定。通过两小我私人的决定，镌汰因决定失误导致的事情产生的也许性。

现实上，2016 年上海虹桥机场两架东航飞机几乎相撞的事情，过后观测以为差点变成悲剧的缘故起因，双岗制落实不到位被重点提出来。

冗余机制

怎样计划冗余？

主动冗余与被动冗余都是常见的冗余机制计划。

主动冗余指的是体系自动监控运行，一旦检测到某个装备破坏，则会调解体系设置切换到正常装备上。譬喻 GPS 定位体系中除了 24 颗在轨的卫星，尚有 3 颗备份卫星，一旦某颗卫星“寿终正寝”可能突发妨碍而导致不能事变，则可以由备份卫星实时顶上。在主动冗余体系中，体系必需实现错误检测、断绝重设置的自动化。

果真报道中，Google 的无人车在电源、定位丈量、转向、制动和计较体系中均有主动冗余计划，一旦某个子体系呈现某个题目，体系会自动切换到备用体系中，以最洪流平担保安详。

被动冗余则是通过多余的装备或手段，来镌汰某个零部件破坏激发的丧失。如在计划桥梁拉索的承重手段的时辰，一样平常城市在要求之上再加一些特另外遭受手段。再好比你在今晚 6 点钟跟别人有一场重要的约会，凡是你不会按照舆图估算的时刻掐点到，而是会充实思量堵车、等车特殊必要耗费的时刻，多拿出半个小时的时刻作为备用。

N 模块冗余（N Modular Redundacy）：通过 N 个体系对统一个输入举办计较，较量输出的功效，对功效举办投票，取大大都的输出为最后的输出。

常见的为三重模块冗余：假如 3 个体系计较的功效纷歧致，取 2 个一样的功效为最后输出。

冗余与安详

（编辑：河北网）

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