MTBF计算实例
mtbf计算方法
mtbf计算方法
MTBF（Mean Time Between Failures）是指平均无故障时间，
是一种衡量设备或系统可靠性的指标。
计算MTBF的方法主
要依赖于设备或系统的故障数据。
下面介绍两种常见的计算方法。
1. 基于工作周期的MTBF计算方法
这种方法适用于工作周期可确定且循环性强的设备或系统。
首先，确定一个工作周期，例如一天或一个月。
然后，记录在该工作周期内发生的故障次数。
最后，将该工作周期内的总时长除以故障次数，得到平均无故障时间。
例如，一个生产线的工作周期为8小时，记录了一个月内共发生了4次故障。
则MTBF计算如下：
MTBF = 30天 × 24小时 / 4次故障 = 180小时/次故障
2. 基于故障时间的MTBF计算方法
这种方法适用于故障时间可测量且不具备工作周期性的设备或系统。
首先，记录每次故障发生的时间。
然后，将故障时间累加起来，最后除以故障次数，得到平均无故障时间。
例如，一个服务器系统在过去一年内共发生了10次故障，故
障时间分别为2小时、3小时、4小时等。
则MTBF计算如下：MTBF = (2小时 + 3小时 + 4小时 + ...) / 10次故障
需要注意的是，MTBF计算结果往往表示设备或系统的平均可靠性水平，并不能直接用于预测具体的故障时间。
此外，计算
MTBF时应尽量排除计划维护、预防性维护等因素对故障次数的影响，以提高计算结果的准确性。
MTBF计算公式
MTBF计算公式MTBF全称为Mean Time Between Failures，翻译成中文为“平均故障间隔时间”。
它是一种用来衡量设备可靠性的指标，表示设备在故障之间平均持续运行的时间。
MTBF=(总运行时间-故障时间)/故障次数其中，总运行时间是指设备从开始运行到发生故障的总时间，故障时间是指设备因故障导致停机的总时间，故障次数是指设备在总运行时间内发生的故障次数。
以一个简单的例子来说明MTBF的计算过程。
假设设备总运行时间为1000小时，故障时间为200小时，故障次数为4次，则MTBF的计算可以表示为：MTBF=(1000-200)/4=800/4=200小时上述计算结果意味着，在平均每200小时的运行时间内，设备将发生一次故障。
MTBF的计算有助于评估设备的可靠性，并且也可以用来比较不同设备之间的可靠性。
MTBF数值越高，意味着设备的可靠性越高，故障发生的频率越低，设备的稳定性和可用性也就越高。
然而，MTBF并不是一个完美的指标，它有一定的局限性。
首先，MTBF并不能代表设备的寿命，它只是衡量设备在故障之间的平均运行时间。
其次，MTBF只能作为设备可靠性的一种指标之一，还需要结合其他可靠性指标进行综合评估。
除了计算MTBF，还可以使用MTTF（Mean Time To Failure）来衡量设备的可靠性。
MTTF是指设备的平均无故障时间，也可以用来评估设备的可靠性。
MTBF和MTTF之间的区别在于，MTBF考虑了设备的修复时间，而MTTF只考虑了设备的故障时间。
在一些需要快速修复设备的应用场景中，MTBF更适合作为可靠性指标。
综上所述，MTBF是一种用于衡量设备可靠性的重要指标，通过统计设备的可靠性数据和故障次数来计算。
MTBF计算公式可以帮助评估设备的稳定性和可用性，但需要结合其他可靠性指标进行综合评估。
MTBF指标和计算方法
MTBF指标和计算方法在当今的科技时代，各种设备和系统的可靠性成为了至关重要的考量因素。
而平均故障间隔时间（Mean Time Between Failures，简称MTBF）作为衡量产品可靠性的关键指标，对于评估设备或系统的稳定性、预测维护需求以及优化成本效益等方面都具有重要意义。
MTBF 到底是什么呢？简单来说，MTBF 指的是可修复产品在相邻两次故障之间的平均工作时间。
它反映了产品的耐久性和稳定性，数值越大，表明产品在规定时间内发生故障的频率越低，可靠性越高。
为了更清晰地理解 MTBF，让我们通过一个简单的例子来说明。
假设某台电脑在一段时间内共出现了 5 次故障，每次故障后的修复时间都很短，且相邻两次故障之间的工作时间分别为1000 小时、800 小时、1200 小时、900 小时和 1100 小时。
那么，这台电脑的 MTBF 就等于（1000 ＋ 800 ＋ 1200 ＋ 900 ＋ 1100）÷ 5 ＝ 1000 小时。
这意味着，平均来看，这台电脑每运行 1000 小时就可能会出现一次故障。
那么，MTBF 是如何计算的呢？一般来说，有以下几种常见的计算方法。
第一种是通过实测数据进行计算。
这就像我们刚才举的电脑的例子一样，通过记录设备或系统在实际运行过程中相邻两次故障之间的工作时间，然后取平均值来得到 MTBF。
这种方法的优点是基于真实的运行数据，结果比较可靠。
但缺点是需要较长的时间来收集足够多的数据，而且在实际操作中，可能会受到各种外部因素的干扰，导致数据的准确性受到一定影响。
第二种方法是通过预计的故障率来计算。
在产品设计阶段，根据零部件的可靠性数据和系统的架构，预估出产品的故障率。
然后，MTBF 就等于 1 除以故障率。
例如，如果预计某个产品的故障率为 0001 次/小时，那么 MTBF 就是 1 ÷ 0001 ＝ 1000 小时。
这种方法的优点是可以在产品开发早期进行估算，为设计和决策提供参考。
钽电容寿命计算公式
失效率计算
1、在线路中，钽电容器的现场故障率MTBF计算公式为：
F = FV x FT x FR x FB
FV 是降额电压校正因子；
FT 是温度校正因子；
FR 是线路等效电阻校正因子；
FB 是电容器的基础失效率。
图1 降额电压校正因子（60%置信度）
图2 温度校正因子（60%置信度）
表1 线路等效电阻校正因子（60%置信度）
2、计算实例：
例：CA45-B-16V10μF用于12V线路中，工作温度范围-45~70℃，回路等效电阻2Ω，该电容器在此线路中的失效率等级为：
FV=0.08 降额75%；
FT=1 工作温度范围小于85℃
FR=0.85 每伏电压的阻抗2/12=0.167
FB=1%/1000Hr
F=0.08*1*0.85*1%/1000=0.068%/1000Hr
若电容器变为20V10μF，降额大，校正因子系数FV=0.018，失效率等级变为：F=0.018*1*0.85*1%/1000=0.0153%/1000Hr
对于钽电容，其寿命λ=1/F。
MTBF 指标和计算方法
MTBF 指标和计算方法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‖ (Failure rate) , 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(Mean Time Between Failures ),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)通信上通过单个模块计算总值MTBF -平均无故障时间,是指两次故障之间所经历的时间,是一种统计平均值, MTBF 值的确定, 通常采用两种方式:1) 理论统计法:根据器件、组件及约束条件的实际情况,累计平均得到的。
2) 经验统计法:根据工厂或实验室破坏性记录,累计平均得到的数据。
1+0单机系统MTBF 统计值根据1+0单机系统的组成框图,总的MTBF 统计值由以下公式给出:1/MTBF总=1/MTBF发高频+1/MTBF收高频+1/MTBF调制+1/MTBF基带+1/MTBF电源3)通信网络中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)4)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。
MTBF指标和计算方法
MTBF指标和计算方法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"〔Failure rate〕,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〔Mean Time Between Failures〕,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. 字串82〕通信上通过单个模块计算总值MTBF－平均无故障时间,是指两次故障之间所经历的时间,是一种统计平均值,MTBF值的确定,通常采用两种方式:1> 理论统计法：根据器件、组件与约束条件的实际情况,累计平均得到的.2> 经验统计法：根据工厂或实验室破坏性记录,累计平均得到的数据.1+0单机系统MTBF统计值根据1+0单机系统的组成框图,总的MTBF统计值由以下公式给出：1/MTBF总=1/MTBF发高频+1/MTBF收高频+1/MTBF调制+1/MTBF基带+1/MTBF 电源3〕通信网络中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〕字串44〕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/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+…Tn>/n 字串9式中：ti——第i次修复时间；n——修复次数.5〕简单计算〔通过温度系数〕MTBF = Total Test Time*Acceleration Factor/Coefficient <refer to the table>Total Test Time = <sample size>*<test days>*<power on hour/day>Acceleration Factor = e <E/K> <1/Tn-1/Ta>Ta = Burn – in Room Test TemperatureTn = Normal TemperatureCoefficientConfidenceLevel Numbers of Failure <n>0 1 2 3 4 5 6 7 8 9Mn<90%> 2.30 3.89 5.32 6.68 7.99 9.27 10.53 11.77 12.99 14.20字串6Acceleration Factor = e <E/K> <1/Tn-1/Ta> 此加速模型即为阿列纽斯加速模型。
MTBF指标和计算方法
MTBF指标和计算方法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”(Failure rate），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(Mean Time Between Failures），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。
字串82）通信上通过单个模块计算总值MTBF－平均无故障时间,是指两次故障之间所经历的时间,是一种统计平均值,MTBF值的确定,通常采用两种方式:1) 理论统计法:根据器件、组件及约束条件的实际情况，累计平均得到的.2) 经验统计法:根据工厂或实验室破坏性记录，累计平均得到的数据。
1+0单机系统MTBF统计值根据1+0单机系统的组成框图,总的MTBF统计值由以下公式给出：1/MTBF总=1/MTBF发高频+1/MTBF收高频+1/MTBF调制+1/MTBF基带+1/MTBF 电源3）通信网络中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）字串44）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/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。
MTBF计算实例
MTBF计算实例MTBF（Mean Time Between Failures）是指平均故障间隔时间，是一个非常重要的指标，用于评估系统的可靠性和可用性。
MTBF的计算方法和其应用实例可以帮助企业了解系统的失效情况，进而进行故障预防和维护计划的制定。
MTBF=总运行时间/故障次数举一个简单的例子来说明MTBF的计算方法。
假设有一台设备在过去的1个月内运行了720小时，发生了2次故障。
那么：MTBF=720小时/2次=360小时/次这个计算结果说明，在这个月的时间段内，设备平均每隔360小时就会发生一次故障。
MTBF的计算结果对于企业非常重要，因为它可以帮助企业预测故障和计划维护活动。
例如，在上述例子中，企业可以根据MTBF的计算结果来决定设备维护的时间点。
如果企业希望更加谨慎地进行维护，可以在设备运行超过360小时时对其进行维护；如果企业认为故障率较低，可以延长维护间隔。
在实际应用中，MTBF通常是作为维修时间计划和备件库存量计划的依据。
通过准确计算MTBF，企业可以优化维修时间表，并合理安排备件的备货数量和安全库存。
另一个实际应用MTBF计算的例子是数据中心。
在一个数据中心中，存在大量的服务器和网络设备，它们的稳定性和可用性对整个数据中心的运行至关重要。
通过计算每个设备的MTBF，数据中心管理人员可以了解设备的可靠性情况，并相应地进行故障预防和维护计划。
如果一些设备的MTBF很低，就说明该设备容易发生故障，可能需要进行更加频繁的维护或更换。
同时，MTBF还可以用于评估供应商的产品质量和可靠性。
在采购过程中，企业可以要求供应商提供产品的MTBF数据，这样可以作为选择供应商的一个依据。
MTBF越高，说明产品的可靠性越好，故障率越低。
需要注意的是，MTBF并不是唯一可以用于评估系统可靠性的指标，还有其他指标如MTTR（Mean Time To Repair）等。
MTTR是指平均修复时间，是指系统从发生故障到故障被修复的平均时间。
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关于产品寿命MTBF的计算方法实例
作者：赵先生-2011-1-8
个人简介：从事多年实验室管量工作，具有较深的产品可靠性实验方案
1、基本MTBF的测试
MTBF定义为：平均失效间隔时间，它用来评估产品的寿命能力，
下面用一个例子来说明测试条件的确定方法。
题五：某种产品，要求在90%的信心度下MTBF为2000H，如何判定此产品的可靠性是否达到了规定的要求？
可以转化为判定此产品是否能通过规定时间的模拟运行测试，其关键是要找出测试时间；测试时间＝A×MTBF，A 这个因子与“在这段时间内允许失效的次数”和“90%的信心度”有关系。
根据已经成熟的体系，直接代用公式：A＝0.5*X2（1-a，2(r+1)）
X2（1-a，2(r+1)）是自由度为2(r+1)的X平方分布的1-a的分位数；
a 是要求的信心度，为90%；r 是允许的失效数，由你自己决定；
此分布值可以通过EXCEL来计算，在EXCEL中对应的函数为CHIINV；
如允许失效1次时，A=0.5*CHIINV(1-0.9,2*2)=0.5*CHIINV(0.1,4)＝0.5*7.78＝3.89；所以应该测试的时间为：
3.89×2000＝7780H。
也就是当设备运行7780H是只出现一次失效就认为此产品达到了要求的可靠性。
7780H是324天（7780/24＝324），快一年了，做一次测试花一年的时间？太长！我们可用这样去调整：①增加测试的总样品数；7780从统计上看，准确地说是7780台时、它是“机台×时间”这样一个量，也就是所有样机的测试时间总和；如果测试中有50台样机，则只需要测试155.6H；如果有100台样机，则只需要测试到77.8H（强烈建议在MTBF的测试中采用尽可能多的样品数）；②减少允许失效的次数；允许失效的次数为0时，同上计算后得到测试时间为4605台时（一般不建议采用此种方式来缩短测试时间，这样会增大测试的误差率）。
对于价格较低、数量较多的产品（如各种元器件、各种家用电器等），用上面介绍的方法，可以很方便地进行测试；但当产品的价格较高、MTBF较高的产品如何测试？
题六：某种产品，要求在90%的信心度下MTBF为20000H，因单价较贵，只能提供10台左右的产品做测试，请问如何判定此产品的可靠性是否达到规定的要求？
还是转化为测试。
即使有10台产品全部用于测试，20000H的MTBF也需要测2000H左右，这个时间太长，应该怎么办？
此时一般用到加速测试。
对一般电子产品而言，多用高热加速，有时也用高湿高湿加速。
根据加速模型（Arrhenius Model），得知加速因子的表达式为：
AF=exp{(Ea/k)*[(1/Tu)-(1/Ts)]+ (RHu^n-RHs^n)}
Ea为激活能（eV）,k为玻尔兹曼常数且k=8.6*10E-5eV/K。
T为绝对温度、RH指相对湿度（单位％）、下标u指常态、下标s指加速状态（如RHu^n指常态下相对湿度的n次方），一般情况下n取2。
Ea根据原材料的不同，有不同的取值，一般情况下：
氧化膜破坏 0.3Ev
离子性（SiO2中Na离子漂移） 1.0—1.4Ev
离子性（Si-SiO2界面的慢陷阱） 1.0eV
由于电迁移而断线 0.6eV
铝腐蚀0.6—0.9eV
金属间化合物生长 0.5—0.7eV
根据产品的特性，取Ea为0.6eV，则在75℃、85%RH下做测试1h，相当于在室温（25℃、75%RH）的加速倍数为：AF＝EXP(0.6*((1/298)-(1/348))*10^5/8.6+(0.85^2-0.75^2))＝34
若充许一次失效，在90%的置信度下，需要测试的时间为：Ttest=A*MTBF ，A的计算同上用EXCEL计算，即：
A=0.5*CHIINV(1-0.9,2*2)=0.5*CHIINV(0.1,4)＝0.5*7.78＝3.89；
所以要求的室温下的测试时间为：Tu=3.89*20000＝77800H；
换算后，在高温下的测试时间为：Ta＝778000/AF＝2288Hrs；
最后，测试方案就是：将10台设备在75℃、85%的下进行228.8Hrs的测试，如果失效次数小于或等于一次，就认为此产品的MTBF达到了要求。