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MTBF是什么--可靠性知识分享

2020-05-02
4165 作者: NTEK北测检测集团
本文关键词:
MTBF可靠性测试
MTBF英文全称是“mean time between failures”,中文翻译为平均故障间隔时间,是产品的一个可靠性测试指标。MTBF衡量硬件产品或者组件的可靠性的度量度量指标。对于大多数产品,尤其是电子产品平均故障间隔时间以千甚至数万小时表示,例如硬盘的MTBF可能是300000小时。MTBF 数字可以根据实际产品经验,作为密集测试的结果进行开发,或者通过分析已知因素进行预测。

MTBF


MTBF越长表示可靠性越高,保持正确工作能力越强,单位为“小时”。通常也指相邻两次故障之间的平均工作时间,也称为平均故障间隔。它仅适用于可维修产品(不可维修产品我们用MTTF定义)。当产品的寿命服从指数分布时,失效率的倒数表示两个失效之间的时间间隔。λ=1/MTBF

MTTF


例子:某产品SSD MTBF值标称为150万小时,保修5年;150万小时约为171年,并不是说该产品SSD每块盘均能工作171年不出故障。由MTBF=1/λ可知λ=1/MTBF=1/171年,即该固态硬盘的平均年故障率约为0.6%,一年内,平均1000块固态硬盘有6块会出故障。

综上所述,FIT/MTBF值是产品设计时要考虑的重要参数,测试工程师经常使用各种不同的方法与标准来估计产品的MTBF值,其目的就是为了找出产品设计中的薄弱环节。

著名的浴盆曲线,左边斜线部分为早期故障率,
浴盆曲线
浴盆曲线
其故障率一般较高且随着时间推移很快下降。曲线中部为使用寿命期,其故障率一般很低且基本固定。最右部为耗损期,失效率急速升高。电子产品制造商一般通过测试、老炼、筛选等手段将早期故障尽量剔除,然后提供给客户使用。当使用寿命期将尽,产品也即将进入故障高发期,需要报废或更新换代了。

电子产品的寿命一般都符合浴盆曲线,可分为三个阶段:
早夭期:由于设计,原材料,生产等可能出现的原因而导致一个较高失效率的阶段,也称失效率递减阶段,可通过环境应力筛选加以剔除,保证产品的可靠性。
稳定期:这一阶段产品失效率近似一个常数,只有随机失效产生,MTBF即要得到这一阶段的寿命。
耗损期:硬件故障期,产品这时已达到设计寿命,进入报废阶段。

平均故障间隔时间(MTBF)描述了可修复系统两次故障之间的预期时间。例如,三个相同的系统在时间0开始正常运行,直到它们全部失败为止。第一个系统在100小时后发生故障,第二个系统在120小时后发生故障,第三个系统在130小时后发生故障。系统的MTBF是这三个故障时间的平均值,为116.667小时。如果系统不可修复,则其MTTF将为116.667小时。
通常,MTBF是运行期间可修复系统的两个故障状态之间的“正常运行时间”,如下所示:

MTBF:平均故障间隔时间
正常运行期间从机械/电气系统以前的故障到下一次故障之间的预测时间。
MTTR:平均维修时间
平均维修时间 (MTTR) 是指修复系统并将其还原为完整功能所需的时间。
MTTF:失败时间
平均故障时间 (MTTF) 是用于不可修复系统的可靠性的一个非常基本的度量。它表示项目在运行中应持续的时间长度,直到它失败。


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