MTBF基础知识与计算.doc

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1、MTBF基础知识与计算1、一般常用单位计算在单位时间内（一般以年为单位），产品的故障总数与运行的产品总量之比叫“故障率”（Failurerate），常用λ表示。例如网上运行了100台某设备，一年之内出了2次故障，则该设备的故障率为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平均故障间隔时间（MeanTimeBetweenFailures），简称MTBF。即：MTBF=1/λ。例如，某型号YY产品的MTBF时间高达16万小时。16万小时约为18年，并不是说YY产品每台均能工作18年不出故障。由MTBF=1/λ可

2、知，λ=1/MTBF=1/18年（假如YY产品的寿命服从指数分布），即YY产品平均年故障率约为5.5%，一年内，平均1000台设备有55台会出故障。整机可靠性指标用平均故障间隔时间表示：MTBF=（T1+T2+…Tn）/rn式中：MTBF——整机的平均故障间隔时间，h；Ti——第i台被试整机的累计工作时间，h；rn——被试整机在试验期间内出现的故障总数。2、串并联部件所导致的MTBF不同λ=1/MTBF(h)如果两个部件串联工作，其中一个发生失效，整个功能就失效了，串联结构的：λ总=λ1+λ2或MTBF总=1/（λ1+λ2）对于

3、并联或冗余的结构，虽然一个部件失效，但仍然维持功能的完整性(100%)；1/λ总=（1/λ1）+（1/λ2）+（1/（λ1+λ2））或MTBF总=（λ21+λ1λ2+λ22）/（λ21λ2+λ1λ22）3、一般产品的MTBF计算平均失效（故障）前时间(MTTF)设N0个不可修复的产品在同样条件下进行试验，测得其全部失效时间为T1,T2,……TN0。其平均失效前时间(MTTF)为：MTTF=(T1+T2+…Tn)/N0由于对不可修复的产品，失效时间即是产品的寿命，故MTTF也即为平均寿命。当产品的寿命服从指数分布时，MTTF=1/

4、λ平均故障间隔时间（MTBF）一个可修复产品在使用过程中发生了N0次故障，每次故障修复后又重新投入使用，测得其每次工作持续时间为T1,T2,……TN0，其平均故障间隔时间MTBF为：MTBF=T/N0其中，T为产品总的工作时间。对于完全修复的产品，因修复后的状态与新产品一样，一个产品发生了N0次故障相当于N0个新产品工作到首次故障。因此：MTBF=MTTF。当产品的寿命服从指数分布时，产品的故障率为常数λ，则MTBF=MTTF=1/λ。平均修复时间(MTTR)其观测值是修复时间t的总和与修复次数之比：MTTR=(T1+T2+…T

5、n)/n式中：ti——第i次修复时间；n——修复次数。4、简单计算（通过温度系数）MTBF=TotalTestTime*AccelerationFactor/Coefficient(refertothetable)TotalTestTime=(samplesize)*(testdays)*(poweronhour/day)AccelerationFactor=e(Ea/Kb)(1/Tn-1/Ta)Ta=Burn–inRoomTestTemperatureTn=NormalTemperature计算案例产品可靠度指标-指数分布应用

6、范例例：MTBF=70000小时的产品在使用4年后，其失效的机率？（假设产品平均每天使用10小时）解：F(t)=1-R(t)=1-e-λt=1-e-t/MTBFt=10小时*365天*4年=14600小時MTBF=1/λ=70000四年後失效機率:F(14600)=1-e-14600/70000=1-e-0.21=0.1882=18.82%四年後可靠度:R(14600)=1-0.19=0.8118=81%例：MTBF=70000小时的产品在使用6个月后，其失效的机率？（假设产品平均每天使用10小时）解：F(t)=1-R(t)=1

7、-e-λt=1-e-t/MTBFt=10h*30天*6个月=1800小時MTBF=1/λ=700006个月後失效機率:F(14600)=1-e-1800/70000=1-e-0.0257=0.0254=2.54%6个月後可靠度:R(14600)=1-0.0254=0.9746=97.46%MTBF计算公式（通过温度系数）:MTBF=TotalTestTime*AccelerationFactor/Coefficient(refertothetable)AF：AccelerateFactor，加速因子T：TotalPoweronT

8、ime，总的开机运行时间X2(α,2r+2)：卡方公式C：ConfidentialLevel，信心度水平α：生产者的冒险率，即：1-Cr：失效数，NumberofFailures加速因子AF：加速因子即为产品在正常使用条件下的寿命和高测试应力条件下的寿命的比值。