| 什么是MTBF |
MTBF，即平均故障間隔時間，英文全稱是“Mean Time Between Failure”。是衡量一個產品（尤其是電器產品）的可靠性指標。單位為“小時”。它反映了產品的時間質量，是體現產品在規定時間內保持功能的一種能力。具體來說，是指相鄰兩次故障之間的平均工作時間，也稱為平均故障間隔。產品故障少的就是可靠性高，產品的故障總數與壽命單位總數之比叫“故障率”（Failure rate）。它僅適用于可維修產品。同時也規定產品在總的使用階段累計工作時間與故障次數的比值為MTBF。
壽命試驗（MTBF）是研究產品壽命特征的方法，這種方法可在實驗室模擬各種使用條件來進行。壽命試驗是可靠性試驗中最重要最基本的項目之一，它是將產品放在特定的試驗條件下考察其失效（損壞）隨時間變化規律。產品進入到維護管理階段后，MTBF(平均故障間隔時間)是最關鍵的一個性能指標之一。
| 如何辦理MTBF測試報告 |
1、客戶提交產品信息給工程師做方案評估
2、客戶寄樣測試
3、實驗室出具MTBF檢測報告
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| MTBF的計算方法 |
T1與T2分別是兩次故障之間所間隔的時間，假設產品只有這兩次故障的話，那么MTBF=(T1+T2)/2。
產品的故障總數與壽命單位總數之比叫“故障率”（Failure rate），常用λ表示。
當產品的壽命服從指數分布時，其故障率的倒數就叫做平均故障間隔時間，簡稱MTBF。即：MTBF=1/λ 。
標準故障率的曲線可以用眾所周知的“浴盆曲線”來描述。所有元件和系統的曲線形狀都近似相同-只是時間軸方向上的延伸率不同。它可以分 為三個區域：早期故障期（I），有效工作期（II），生命終期（III）。MTTF包含了區域I和 II，而MTBF只包含了區域（II）。
以序貫截尾試驗方法為例，介紹MTBF的一種計算方式：
M0 =規定可接受的平均無故障時間；
α =生產方風險；
β =使用方風險；
Dm =平均無故障時間的鑒別比
當生產方風險α是當實際的 m=m0時，設備被拒收的概率
使用方風險β是實際的 m=m1時，設備被接受的概率。這里m1是不可接受的平均無故障時間。
平均無故障時間的鑒別比在整理的定義是：Dm= m0/m1
假設β =α , d、 m0 、m1、r 相同，為了方便比較，設置MTBF(m1 ) =2000h
β =α=10% , Dm= m0/m1 =3 ,r=5
當故障數r為1和5時的接收時間分別為：
TA≥t （標準化判決時間）ⅹMTBF(θ1)=514ⅹ2000=10800h
TA≥t （標準化判決時間）ⅹMTBF(θ1 )=10135ⅹ2000=20700h
如表，r=5時，合格判決時間TA=20700h ；r=1時，合格判決時間TA=10800h ；
| MTBF的意義和作用 |
一般來說，MTBF這個指標與產品的可靠性相關，MTBF越高越好，在壽命周期內的故障和維修次數也就越低。
1、對于高頻度故障零件的重點對策及延長零件壽命的技術改良依據。
2、零件壽命周期的推定及最合適修理計劃的研究。
3、有關點檢對象、項目的先定與點檢基準的設定、改良。
4、設定備品、備件基準、機械、電氣零件的各項常備項目及基本庫存數量應由MTBF的記錄分析來判斷，使其庫存達到最經濟的狀況。
| MTBF/MTTR/MTTF區別 |
與MTTF(平均故障前時間)不同，MTTF指的是產品發生故障前已經使用的時間，不包含維修時間，而MTBF則包含了維修時間。而MTTR包含了獲得配件的時間，維修團隊的響應時間，記錄所有任務的時間，還有將設備重新投入使用的時間。
| 壽命估算模型 |
常溫下的故障及壽命的統計耗時耗力。為方便估算產品壽命，通常會進行批次性產品抽樣，作加速壽命實驗。不同種類的產品，MTBF的計算方式也不盡相同，常用的加速模式有以下幾種：
阿氏模型(Arrhenius Model):如果溫度是產品唯一的加速因素，則可采用阿氏模型，一般情況下，電子零件完全適用阿氏模型，而電子和通訊類成品也可適用阿氏模型，原因是成品類的失效模式是由大部分電子零件所構成,因此，阿氏模型，廣泛用于電子與通訊行業。
愛玲模型(Eyring Model):如果引進溫度以外的應力，如濕度，電壓，機械應力等，則為愛玲模型。產品包括電燈，液晶顯示元件，電容器等應用此模式。
反乘幕法則(Inverse Power Law):適用于金屬和非金屬材料，軸承和電子裝備等。復合模式(Combination?Model):適用于同時考慮溫度與電壓作為環境應力的電子材料如電容。
| MTBF測試方法 |
MTBF實驗方式主要有三種：
◆全壽命試驗
全壽命試驗要求所有樣品都在試驗中最終都失效，只需要采用簡單的算術平均值就可以計算出MTBF。
◆序貫截尾試驗
針對試驗對象的特點，在一批數量為N的產品中，任意抽取數量為n的樣品，觀察發生r個故障出現時的時間，并計算總的測試時間。發生一次故障，就進行一次判決。
◆定數、定時截尾試驗。
定時截尾試驗指試驗到規定的時間終止。
定數截尾試驗指試驗到出現規定的故障數或失效數時而終止。
| MTBF測試原理 |
（1）加速壽命試驗 (Accelerated Life Testing)；
（2）執行壽命試驗的目的在于評估產品在既定環境下之使用壽命；
（3）常規試驗耗時較長,且需投入大量的金錢,而產品可靠性資訊又不能及時獲得并加以改善；
（4）可在實驗室時以加速壽命試驗的方法,在可接受的試驗時間里評估產品的使用壽命；
（5）是在物理與時間基礎上,加速產品的劣化肇因,以較短的時間試驗來推定產品在正常使用狀態的壽命或失效率.但基本條件是不能破壞原有設計特性；
（6）一般情況下, 加速壽命試驗考慮的三個要素是環境應力,試驗樣本數和試驗時間；
（7）一般電子和工控業的零件可靠性模式及加速模式幾乎都可以從美軍規范或相關標準查得,也可自行試驗分析,獲得其數學經驗公式；
（8）如果溫度是產品唯一的加速因素,則可采用阿氏模型(Arrhenius Model),此模式最為常用；
（9）引進溫度以外的應力,如濕度,電壓,機械應力等,則為愛玲模型(Eyring Model),此種模式適用的產品包括電燈,液晶顯示元件,電容器等；
（10）反乘冪法則(Inverse Power Law)適用于金屬和非金屬材料,如軸承和電子裝備等；
（11）復合模式(Combination Model)適用于同時考慮溫度與電壓做為環境應力的電子材料(如電容如下式為電解電容器壽命計算公式) 一般情況下,主動電子零件完全適用阿氏模型,而電子和工控類成品也可適用阿氏模型,原因是成品燈的失效模式是由大部分主動式電子零件所構成.因此,阿氏模型廣泛應用于電子,工控產品行業。
| 相關標準 |
GB5080.7-86《設備可靠性試驗平均無故障時間驗證試驗方案》
GJB899A-2009《可靠性鑒定與驗收試驗》
GJB367A-2001《軍用通信設備通用規范》
GB/T 37963-2019 電子設備可靠性預計模型及數據手冊
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