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1、电子产品可靠性与环境试验Vol.26No.2Apr.,2008ELECTRONICPRODUCTRELIABILITYANDENVIRONMENTALTESTING可靠性与环境适应性理论研究2008年4月第26卷第2期电子产品MTBF的意义及工程化计算方法冯敬东,来萍(信息产业部电子第五研究所,广东广州510610)摘要:对电子产品平均无故障工作时间(MTBF)的实际意义进行了深入的探讨,旨在使业界能正确理解这一表征电子产品可靠性的常用概念;并通过大量的案例,供帮助。关键词:平均无故障工作时间;案例;工
2、程计算介绍了MTBF的工程计算方法,以期能为业界人士提中图分类号:TB114.3文献标识码:A文章编号:1672-5468(2008)02-0015-10DiscussiononActualMeaningandCalculatingMethodofMTBFforElectronicProductFENGJing-dong,LAIPing(CEPREI,Guangzhou510610,China)Abstract:Theactualmeaningof“MeanTimeBeforeFailure(MEBF)”
3、forelectronicproductisdiscussedhereinorderthatthisconceptthatmainlydescribethereliabilityoftheproductscanbecorrectlyunderstoodinthisfield.CalculatingmethodofMTBFinthereliabiltyengineeringisintroducedandsomecasesarealsopresented.Keywords:MTBF;cases;calcula
4、tingmethod1引言在电子工业界,几乎每个人都熟悉的一个术语叫“平均无故障工作时间”(简称MTBF),这是表征产品可靠性的一个重要参数。但是,这个术语经常被错误地解释和使用。本文仅希望通过对MTBF实际意义的探讨和具体的计算,使业界能正确理解MTBF概念;同时也使消费者了解这一电子行业常用的可靠性术语。文中所用的公式直接引用了中国电子产品可靠性与环境试验研究所出版的《可靠性数学》一书的结果,所有的公式均无推导过程,如希望了解公式推导过程请参考相关的书籍。除有说明外,文章列举的公式和计算均采用指数分
5、布公式。2MTBF的意义和概念误区MTBF(MeanTimeBetweenFailure)其直译是“失效之间的平均时间”,用中文解释就是“平均无故障工作时间”。这个时间一般是以“小时”为单位计算。对于一批产品来说,MTBF这个技术指标收稿日期:2007-10-19修回日期:2007-10-25作者简介:冯敬东(1954-),男,湖北安陆人,信息产业部电子第五研究所可靠性研究分析中心、电子元器件可靠性物理及其应用技术国家级重点实验室高级工程师,主要从事电子产品可靠性研究工作。越高,则这批产品的可靠性就越好,
6、出故障的可能性就越低。但要明确以下几个认识:2.1“平均无故障工作时间”和“无故障工作时间”是两个不同的概念图1某批产品的可靠度随时间变化的曲线“平均无故障工作时间”表示的是一批产品无故障工作时间的平均值,“无故障工作时间”是指批产品第一次出现故障前的工作时间。某批产品的可靠度随时间变化的曲线如图1所示。从中可以看出,当一批产品的可靠度R为1时的这段时间才是“无故障工作时间”,约200h,而“平均无故障工作时间”约为1200h(计算如例2所示)。“如果产品的MTBF指标达到45000h,意味着如果1台机器
7、24h开机连续正常运行,大约平均可以运行5年(8760h/年)多的时间不发生硬件故障。”这是经常出现在产品宣传中的一句话,它就是通过混淆以上两个概念来误导消费者的,让消费者认为MTBF就是“无故障工作时间”;这同时也使许多可靠性专职人员无从判断什么是MTBF的真实意思。以下的例子,通过了解MTBF与失效数量的关系,从而明确这两个概念的区别。例1:从一批产品中抽取n=100件样品进行试验,工作10h的失效数(r1)10台,20h失效数(r2)20台,30h失效数(r3)30台,40h失效数(r4)40台,至
8、此所有的产品全部失效,求该产品的MTBF和相应的失效数。解:产品在试验中全部失效,满足全寿命试验,可代入公式:MTBF=T/n=(nt1+nt2.+nti)/n(1)得出:MTBF=(10×10+20×20+30×30+40×40)/100=3000/100=30h工作到30h的失效数r为:r30=10+20+30=60答:产品的MTBF为30h,工作到30h时相应的失效数为60台。由此可见,这批产品在平均无故障工作时间(M
