工控机可靠性的重要指标--MTBF

在工业领域从电子设备出现开始，业界一直在关心这些设备能够正常工作的时间长度和出现故障的频率。一般来说，MTBF这个指标可以衡量产品的可靠性，MTBF越高，产品可靠性越强，在寿命周期内的故障和维修次数也就越低。

故MTBF是产品可靠性的重要指标！

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MTBF是什么？

MTBF，即平均故障间隔时间，单位为“小时”，英文全称是“Mean Time Between Failure”，代表从新产品在规定的工作环境条件下开始工作到出现第一个故障的时间的平均值。MTBF数值越大表示可靠性越高，正确工作能力越强。它反映了产品的时间质量，是体现产品在规定时间内保持功能的一种能力。

具体来说，是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。产品故障少代表可靠性高，规定产品在总的使用阶段累计工作时间与故障次数的比值为MTBF。

计算方式：

MTBF=1/λpp

λp = λb *πEE*πQQ*πA*πCS*πLA*πSL*πTT

λp: 产品失效率

λb: 零件基础失效率

πE 环境因素：(Environment factor)

πQ 品质因素：(Quality factor)

πA 应用因素：(Application factor)

πC 复杂性因素：(Quality factor)

πL 累计因素：(Learning factor)

πS 电应力因素：(Electrical Stress factor)

πT 温度因素：(Temperature factor)

小贴士：

MTTR——全称是Mean Time To Repair，即平均修复时间。是指可修复产品的平均修复时间，就是从出现故障到修复中间的这段时间。MTTR越短表示易恢复性越好。

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MTBF绝对不是产品使用寿命！

MTBF≠产品使用寿命

MTBF是一种固有可靠度(Inherent reliability) ，即产品研发的一种指针。

MTBF另外一种定义是操作可靠度(Operational reliability)，其包含制程问题, 安装环境, 维护等复杂因素。

一般而言:

MTBF值要远大于保固值

一般认为，产品的失效率λp随时间的变化会呈现一个"浴盆"形状数据关系：

1. 在产品寿命初期，由于缺陷导致的失效占主导地位，但有缺陷的产品随着使用逐步被自然剔除掉，失效率下降并趋于稳定。

2. 在产品寿命中期，各种内在失效机理和外界因素互相影响，最终表现在统计上是失效随机发生，失效率近似为常数。

3. 在产品寿命末期，材料和零部件逐步退化，各种磨损失效机理占主导地位，失效率不再表现为常数，而是不断上升，直至产品全部"寿终正寝"。

MTBF是由"浴盆"稳定期的高低决定的，

而产品的寿命由"浴盆"的长度决定的。

可见，MTBF并不代表产品寿命，

用MTBF来表示平均寿命是极不恰当的！

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MTBF测试标准

MTBF值是产品设计时要考虑的重要参数，可靠性工程师或设计师经常使用各种不同的方法与标准来估计产品的MTBF值。以下为MTBF常用可靠度预估数据库测试标准：

–电子装备─

–1. MIL-HDBK-217F2, Reliability Prediction of Electronic Equipment(1997) (Parts Count, Parts Stress Method)

–2. AT&T Telecordia, Reliability Prediction Procedure for Electronic Equipment SR-332

–3. France CNET Reliability Standard

–4. British Telecom Reliability Bandbook

–5. NPRD-95, RAC Nonoperating Failure Rates for Avionic Study(1995)

–6. IEC-62380

–机械装备─

–1. NSWC-98 David Taylor Research Center

–2. NPRD-95  

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MTBF测试目的

1. 以通用的专业语言向客户展示富士康Ennoconn产品品质。

2. 针对失效率较高的元器件进行更换，从而降低产品整体失效率，增加产品可靠性。

3. 提供相应元器件失效率量化数据，为后续维修与备用零件数据的估算提供保障。

4. 为其它系统层次可靠度模式计算（如：寿命成本分析、FMEA）提供参考数据。

小贴士：

FMEA是在产品设计阶段和过程设计阶段，对构成产品的子系统、零件，对构成过程的各个工序逐一进行分析，找出所有潜在的失效模式，并分析其可能的后果，从而预先采取必要的措施，以提高产品的质量和可靠性的一种系统化的活动。

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富士康无风扇工控机CES-PN33系列产品MTBF值

测试条件

测试结果

测试报告

在购买产品时，可将MTBF作为购买产品时可靠性的评判依据，MTBF越高，在稳定使用期的瞬时失效率越低，故障出现的次数越低。