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      MTBF即平均无故障时间,英文全称是“Mean Time Between Failure”,是衡量一个产品(尤其是电器产品)的可靠性指标,单位为“小时”。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。它仅适用于可维修产品,同时也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磁盘阵列产品一般MTBF不能低于50000小时,简要介绍如下:

 

MTBF的作用

 

      根据其平均值,判断下次设备可能的故障时间,在该日期前,预先做好点检或更换易损配件,如此可以避免生产中故障引起的停工损失,属于计划保养的预防保养。

 

MTBF测试的目的

 

一、对于高频度故障零件的重点对策及延长零件寿命的技术改良依据。

二、零件寿命周期的推定及最合适修理计划的研究。

三、有关点检对象、项目的先定与点检基准的设定、改良。

四、设定备品、备件基准。机械、电气零件的各项常备项目及基本库存数量应由MTBF的记录分析来判断,使其库存达到最经济的状况。

 

MTBF推算方法

 

      由MTBF定义可知,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, 指数(Exponential)分布是可靠度統計分析中使用最普遍的机率分布.指数分布之MTBF数值为失效率λ的倒数,故一旦知道λ值,即可 由可靠度函数估算产品的可靠度。


MTBF= Total Operating(Hrs)/Total Failures


      在常规的试验条件要测试出产品的MTBF时间需要耗时较久,且需投入大量的金钱与时间,由此可在实验室里以加速寿命的试验方,在物理与时间上加速产品的劣化原因,以较短的时间试验来推定产品在正常使用状态的寿命或失效率,但基本条件是不能破坏原有设计特性。

      一般情况下,加速寿命试验考虑的三个要素是:环境应力、试验样本和试验时间。

      一般电子和通讯业的零件可靠度模式及加速模式几乎都可以从美军标或相关文献查得。

      通常,我们在产品的手册或包装上能够看到这个MTBF值,如8000小时、2万小时、5万小时,那么MTBF的数值是怎样算出来的呢,假设一台电脑的MTBF3万小时,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。其实,关于MTBF值的计算方法,目前最通用的权威性标准是MIL-HDBK-217GJB/Z299BBellcore,分别用于军工产品和民用产品。其中,MIL-HDBK-217是由美国国防部可靠性分析中心及Rome实验室提出并成为行业标准,专门用于军工产品MTBF值计算,GJB/Z299B是我国军用标准;Bellcore是由AT&TBell实验室提出并成为商用电子产品MTBF值计算的行业标准。

      MTBF计算中主要考虑的是产品中每个器件的失效率。但由于器件在不同的环境、不同的使用条件下其失效率会有很大的区别,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25V5V下的失效率肯定是不同的。所以,在计算可靠性指标时,必须考虑上述多种因素。所有上述这些因素,几乎无法通过人工进行计算,但借助于软件如MTBFcal软件和其庞大的参数库,我们就能够轻松的得出MTBF

 

常用的加速模式

 

阿氏模型(Arrhenius Model): 如果温度是产品唯一的加速因素,則可采用阿氏模型, 一般情況下,电子零件完全适用阿氏模型,而电子和通讯类成品也可适用阿氏模型,原因是成品类的失效模式是由大部分电子零件所构成.因此,阿氏模 型,广泛用于电子与通讯行业。

爱玲模型(Eyring Model):如果引进温度以外的应力,如湿度,电压,机械应力等,则为爱玲模型。产品包括电灯,液晶显示元件,电容器等应用此模式。


反乘幂法則(Inverse Power Law):适用于金属和非金属材料,轴承和电子装备等。


复合模式(Combination Model):适用于同时考虑温度与电压作为环境应力的电子材料如电容。


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