全新熟习 MTBF你以前可能真的理解错了

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MTBF，即均匀故障间隔韶光，英文全称是“Mean Time Between Failure”，便是重新的产品在规定的事情环境条件下开始事情到涌现第一个故障的韶光的均匀值。
MTBF越长表示可靠性越高精确事情能力越强 。
单位为“小时”。
它反响了产品的韶光质量，是表示产品在规定韶光内保持功能的一种能力。

详细来说，是指相邻两次故障之间的均匀事情韶光，也称为均匀故障间隔。
它仅适用于可维修产品。
同时也规定产品在总的利用阶段累计事情韶光与故障次数的比值为MTBF。
磁盘阵列产品一样平常MTBF不能低于50000小时。
MTBF值是产品设计时要考虑的主要参数，可靠性工程师或设计师常常利用各种不同的方法与标准来估计产品的MTBF值。

1、MTBF的打算方法

失落效韶光是指上一次设备规复正常状态起，到设备这次失落效那一刻之间间隔的韶光。

MTBF值是产品设计时要考虑的主要参数，可靠性工程师或设计师常常利用各种不同的方法与标准来估计产品的MTBF值。
干系标准包括MIL-HDBK-217F、Telcordia SR332、Siemens Norm、Fides或UTE C 80-810（RDF2000）等。
不过这些方法估计到的值和实际的均匀故障间隔仍有相称的差距。
打算均匀故障间隔的目的是为了找出设计中的薄弱环节。

2、MTBF 是均匀故障间隔韶光

随着做事器的广泛运用，对做事器的可靠性提出了更高的哀求。
所谓“可靠性”，便是产品在规定条件下和规定韶光内完成规定功能的能力；反之，产品或其一部分不能或将不能完成规定的功能是出故障。
概括地说，产品故障少的便是可靠性高，产品的故障总数与寿命单位总数之比叫“故障率”（Failure rate），常用表示。
例如正在运行中的100只硬盘，一年之内出了2次故障，则每个硬盘的故障率为0.02次/年。

当产品的寿命服从指数分布时，其故障率的倒数就叫做均匀故障间隔韶光，简称MTBF。
即：MTBF=1/ 。

标准故障率的曲线可以用众所周知的“浴盆曲线”来描述。
所有元件和系统的曲线形状都近似相同-只是韶光轴方向上的延伸率不同。
它可以分 为三个区域：早期故障期（I），有效事情期（II），生命终期（III）。
MTTF包含了区域I和 II，而MTBF只包含了区域（II）。

第I部分描述了早期故障，它常日是由潜在的材料失落效或者是在发货前的终极产品检测中没被创造的制造毛病所造成的。
早期故障常日持续的韶光较短，纵然是很繁芜的系统在利用了200 小时后也很少再涌现早期故障。
例如DC-DC转换器来说，大多数早期故障会在利用24小时之内 发生。
24小时对保质期为三年的转换器来说可能很短，但是试想一个DC-DC转换器的事情频率为100Hz，开关三极管和变压器在利用的第一天就会被操作1亿4千万次以上，因而如果有元件 毛病的话这段韶光内就该当会发生故障。

由于热应力也是增加失落效率的缘故原由之一，从早期故障到有效事情之间的过渡韶光（T1）可以 通过在热箱中的预烧处理得到显著的缩短。
如果产品在高温条件下事情， 那么4小时的预烧韶光测试就足以创造险些所有的早期故障。
如果在终极运用中还是涌现了早期故障，那么可以增加预烧韶光。
对付高可靠性的运用装置例如铁轨，预烧韶光多为24小 时。

在有效事情寿命阶段，区域II，故障率持续稳定在较低的等级。
第二个过渡韶光（T2），从 有效果事情寿命阶段到产品的生命终期，受到许多成分的影响，比如设计以及所利用的元件 的质量，制造时的组装质量以及运用的环境压力。
区域III表明了产品寿命周期的末期，其间 由于磨损，材料的化学降解和突发故障导致产品性能低落。

大多制造商利用预烧处理来创造紧张的早期故障，MTBF特性常日可以在规格书中找到。

一些制造商更方向于利用MTBF失落效率的倒数，基于109小时，称为失落效韶光（Failures In Time/FIT）：

最近看到一款可用于做事器的硬盘，MTBF高达120万小时，保修5年。
120万小时约为137年，并不是说该种硬盘每只均能事情137年不出故障。
由MTBF=1/可知=1/MTBF=1/137年，即该硬盘的均匀年故障率约为0.7%，一年内，均匀1000只硬盘有7只会出故障。

3、MTBF的打算

常日，我们在产品的手册或包装上能够看到如产品MTBF值，如8000小时，2万小时，那么，MTBF的数值是若何算出来的呢，假设一台电脑的MTBF为3万小时，是不是把这台电脑连续运行3万小时检测出来的呢？答案是否定的，如果是那样的话，我们有那么多产品要用几十年都检测不完的。
实在，关于MTBF值的打算方法，目前最通用的威信性标准是MIL-HDBK-217、GJB/Z299B和Bellcore，分别用于军工产品和民用产品。
个中，MIL-HDBK-217是由美国国防部可靠性中央及Rome实验室提出并成为行业标准，专门用于军工产品MTBF值打算，GJB/Z299B是我国军用标准；而Bellcore是由AT&TBell实验室提出并成为商用电子产品MTBF值打算的行业标准。

MTBF打算中紧张考虑的是产品中每个器件的失落效率。
但由于器件在不同的环境、不同的利用条件下其失落效率会有很大的差异，例如，同一产品在不同的环境下，如在实验室和海洋平台上，其可靠性值肯定是不同的；又如一个额定电压为16V的电容在实际电压为25V和5V下的失落效率肯定是不同的。
以是，在打算可靠性指标时，必须考虑上述多种成分。

大略先容MTBF的一种打算办法

（1）先求出各元器件的事情故障率p：

p=bQST

个中b：元器件基本故障率，元器件失落效率表中查得

Q：为器件的品质系数，由物料认证工程师确认

S：为电压或电流应力系数

T：为器件的温度系数

（2）求出系统的事情故障率s

s=ESUM（Ap1，Bp2，...Npi)

个中pi：第i种元器件的事情故障率

E：环境系数,根据系统运用环境选择环境系数

Ni：第i种元器件的数量

N：产品中元器件的种类

（3）MTBF第三步，求出产品的MTBF=1/s

实在MTBF针对可靠度只是衡量指标，这些打算实际上都还是第一步，更主要的是后面的步骤：根据这些衡量指标的打算过程，创造影响产品可靠性的关键部件、环节等等，改进产品的设计、生产，终极的目的是提高产品的可靠性。

4、MTBF剖析的目的

（1）针对高频率故障零件的重点对策及零件寿命延长的技能改造依据。

（2）进行零件寿命周期的推算及最佳维修操持体例。

（3）有关点检工具、项目的选择与点检基准的设定、改进。

（4）用于辅导内外部维修事情分配。
根据公司内设备修复能力的评价，以设备类型、作业种类的不同来决定内部分别承担事情的维修质量与设备效率方面的风险，作为维修外包的主要参考。

（5）设定备品备件基准。
机器、电气零件的各储备项目及基本库存数量，应根据MTBF的记录剖析来判断，使其库存水平达到最经济的状况。

（6）作为选择维修技能方法改进重点的参考依据。
为了提高设备开动率，必须缩短与设备停机干系的永劫光维修作业及工程调度、切换的韶光。
因此，有必要对掩护作业方法进行考验，而其考验的项目、优先顺序的选择等基本情形，均须要依据MTBF的剖析记录表。

（7）用于设备工具设定预估运行韶光标准，及其掩护作业的选定与掩护韶光标准的研究。
维修操持预估韶光标准的设定及掩护作业的选定，必须考虑设备掩护重复周期或标准韶光值与实际掩护韶光的差异及相应掩护作业特性等成分，因此，MTBF 剖析表是非常必要的。

（8）图样整理及重新选定重点设备或零件时的参考。
MTBF的剖析记录表所记录的设备零件改造项目或摩擦劣化等信息，以及设备图样修正或前期制作等情形，通过能常常作剖析考验及主要性排序管理，可以使工程图样管理变得更随意马虎。

（9）运行操作标准的设定、修订及决定设备掩护业务的任务分派。

（10）供应设备的可靠性、维修性设计的技能资料。
掩护技能最主要的因此MTBF剖析表为根本，网络有关设备的可靠性、可维修性设计的技能信息，以便供应给设计部门在设计设备时参考。