透过MTBF,去发现其背后的故事!
MTBF
MTBFMTBF（Mean Time Between Failure，平均故障間隔時間)MTBF,平均故障間隔時間又稱平均無故障時間，英文全稱是“Mean Time Betw een Failur e”指可修複產品兩次相鄰故障之間的平均時間，記為MTBF。
MTBF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，它僅適用於可維修產品。
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。
磁碟陣列產品一般MTBF不能低於50000小時。
隨著伺服器的廣泛應用，對伺服器的可靠性提出了更高的要求。
所謂“可靠性”，就是產品在規定條件下和規定時間內完成規定功能的能力；反之，產品或其一部分不能或將不能完成規定的功能是出故障。
概括地說，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），常用λ表示。
例如正在運行中的100只硬碟，一年之內出了2次故障，則每個硬碟的故障率為0.02次/年。
當產品的壽命服從指數分佈時，其故障率的倒數就叫做平均故障間隔時間（Mean Time Betw een Failures），簡稱MTBF。
設有一個可修複的產品在使用過程中，共計發生過N0次故障，每次故障後經過修複又和新的一樣繼續投入使用，其工作時間分別為：,那麼產品的平均故障間隔時間，也就是平均壽命為Q為：通常，我們在產品的手冊或包裝上能夠看到這個MTBF值，如8000小時，2萬小時，那麼，MTBF的數值是怎樣算出來的呢，假設一臺電腦的MTBF 為3萬小時，是不是把這臺電腦連續運行3萬小時檢測出來的呢？答案是否定的，如果是那樣的話，我們有那麼多產品要用幾十年都檢測不完的。
其實，關於MTBF值的計算方法，目前最通用的權威性標準是MIL-HDBK-217、GJB/Z299B和Bellcore，分別用於軍工產品和民用產品。
MTBF
硬體/任務可靠度
任務可靠度
定義
系統的任務可靠度，為該系統在規定的環境條 件與特定的時間範圍能順利完成預定任務的機 率。
105 失效審查委員會 201 可靠度模式 202 可靠度配當
MGT NA S
ENG S
S
ACC S
G
G
G
G GC
G GC
試驗，各階段需 執行之工作項目
203 可靠度預估 204 失效模式、效應及關鍵性分析 205 潛藏線路分析
ACC S
S
G GC
ENG S
S
G GC
ENG NA NA G GC
如劃分表。
失效報告與分析
設計改正行動
設計改正驗證(再試驗) 設計定型
可靠度鑑定試驗 生產備便審查
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可靠度驗證計畫 系統可靠度模式 組件可靠度模式 可靠度預估驗證 可靠度預估驗證
可靠度評估
可靠度預估報告 可靠度預估報告
可靠度評估報告 可靠度驗證報告
可靠度工程簡介
可靠度設計與分析
在產品研發、設計過程中，應儘早考量及界 定產品可靠度需求，並運用各種可靠度設計 技術，針對產品特性，將可靠度設計進去。 可靠度設計方法很多，最重要者為考量設計 工作之周延性，並於設計時儘量納入簡化、 複置、耐久等設計要求。 系統層次之量化可靠度設計需求應納入產品 設計規格中，並於發展階段之初步設計審查 前，將可靠度規格配當至各關鍵品項之設計 規格中。
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硬體/任務可靠度
☯硬體/任務可靠度
可靠度參數 可靠度模式 硬體可靠度 任務可靠度 可靠度分析評估
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硬體/任務可靠度
☯浴缸曲線或澡盆曲線
λ(t)
MTBF是什么认证？它是如何检测出来的？
MTBF即平均无故障时间，英文是“Mean Time Between Failure”，具体是指产品从一次故障到下一次故障的平均时间，是衡量一个产品的可靠性指标(仅用于发生故障经修理或更换零件能继续工作的设备或系统)，单位为“小时”。
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。
MTBF指标和计算方法(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。
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，那么，MTBF的数值是怎样算出来的呢，假设一台电脑的MTBF为3万小时，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-217、GJB/Z299B和Bellcore，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/Z 299B是我国军用标准；而Bellcore是由AT&T Bell实验室提出并成为商用电子产品MTBF值计算的行业标准。
就MBTF本身而言，是关系着广大消费者的稳定性指数。
MTBF值越高，表示PC的稳定性越好。
其实，国家为了保护广大消费者的权益，规定PC产品的MTBF要达到一定的水平，中国对MTBF平均无故障工作时间的规定是4000小时。
MTBF计算实例解析
MTBF计算实例解析
6000台产品,每天工作10小时,工作一个月后有6台失效,MTBF是多少？
1000台产品,每天工作24小时,工作一个月后有0.5台失效,MTBF是
多少？
那当1000台产品,每天工作24小时,连续工作一个月,要使其MTBF为第一种情况时的值时,需使其失效低于多少台?
我的计算方法如下：
计算方法一:
1Fit=1/10^9 小时意为：10^9 小时坏了1台，失效率为1Fit
1） 6000台10小时30天=1800000台时，一个月内坏了6台，λ=6/180W MTBF=180W/6=30W小时
2） 1000台24小时30天=720000台时，一个月内坏了0.5台λ=0.5/72W
MTBF=72W/0.5=144W小时
3) 6/180==2.4/72
也就是说180W台时内坏了6台与 72W 内坏了2.4台是等效的.
计算方法二:
(1) (2) (3)
n= 6000
t*= 300
r= 6
公式：
可靠度：R（t)= 0.999 =(6000-6)/6000
0.9990005 R(t)=e-λt
MTBF= 300000
即当MTBF=30W时，上面两个相等）
n= 1000
t*= 720。
MTBF,即平均故障间隔时间
mtbfMTBF,即平均故障间隔时间，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。
概括地说，产品故障少的就是可靠性高，产品的故障总数与寿命单位总数之比叫"故障率"(Failure rate)。
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。
计算方法失效时间是指上一次设备恢复正常状态(图中的up time)起，到设备此次失效那一刻(图中的down time)之间间隔的时间。
MTBF值是产品设计时要考虑的重要参数，可靠度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。
相关标准包括MIL-HDBK-217F、Telcordia SR332、Siemens Norm、Fides或UTE C 80-810(RDF2000)等。
不过这些方法估计到的值和实际的平均故障间隔仍有相当的差距。
计算平均故障间隔的目的是为了找出设计中的薄弱环节。
MTBF的数学式表达另外，在工程学上，常用希腊字母θ来表示MTBF，既有:在概率论中，可用ƒ(t)形式的概率密度方程表示MTBF，既有:此处ƒ指的是直到下次失效经过时长的概率密度方程--满足标准概率密度方程--故障时间随着服务器的广泛应用，对服务器的可靠性提出了更高的要求。
所谓"可靠性"，就是产品在规定条件下和规定时间内完成规定功能的能力;反之，产品或其一部分不能或将不能完成规定的功能是出故障。
概括地说，产品故障少的就是可靠性高，产品的故障总数与寿命单位总数之比叫"故障率"(Failure rate)，常用λ表示。
MTBF简介
举例说明
二、通过MTBF我们可以了解该批产品的年 返修率 将10万小时换算为年（年＝8760小时），大 约是11.4年，带入公式求出每年产品的失效 率为 λ＝1/11.4年＝0.087年 结果是MTBF＝10万小时，该批产品的年返 修率是8.7%。
举例说明
三、MTBF＝45000小时的产品是否大约平均可以运 行5年多的时间不发生故障？45000小时≈5.13年） 根据以上学过的知识，当产品符合指数分布规律时， MTBF的可靠水平r＝0.368，带入失效数公式： N（r）＝100（1－r）％， N（r）＝100（1－0.368）％＝63.2% 结论是当产品运行了5年返修率约为总数的63.2%
举例说明
四、如果要求产品的可靠度为0.9以上，MTBF如何？ 已知设备服从指数分布，且失效率λ＝4× lO－4小时，请求出平均无故 障工作时间是多少？若要求90%不出故障，其使用时间应如何选择？ 解：对于指数分布带入公式：MTBF＝1/λ。可知其平均无故障时间为： MTBF＝1/ 4× lO－4＝2500小时 由于要求90%的把握不出故障（即可靠水平r＝90%）， 则根据可靠寿命公式： tr＝2.302（lg 1/r）/λ tr＝2.302× 0.0458/ 4× lO－4小时＝263.6小时 答：使用时间不应超过263小时。 如要求产品有90%的把握不出故障，其工作时间不超过MTBF的十分一。 定购方要注意可靠水平r对MTBF的影响
MTBF计算标准
MTBF计算方法： MIL-HDBK-217 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和Bellcore GJB/Z299B是我国军用标准 Bellcore是由AT&T Bell 实验室提出并成为商 用电子产品MTBF值计算的行业标准。
MTBF介绍与讲解
* MTBF:即平均无故障时间 * 英文全称:Mean Time Between Failure * 为一批可修复产品无故障工作时间的平均值，当这批产品工 作到平均无故障工作时间时，约有一半以上的产品会发生不 可修复的故障 * 通常以小时为单位. Ec. 5000,000 hours * MTBF可通过加速寿命试验得到，用来预计产品的使用
* MTBF=T/r=1/λ T：试验总时间 T=N*t r：失效数 λ：失效率 * 传统计算方法面临的挑战是：等产品的MTBF评价出来后， 产品差不多已经被淘汰或更新换代了，得到的资料已经没 有实际意义。 * 我们要通过MTBF来了解产品出厂前的可靠性，评估产品 的 售后风险，用传统的方法显然不可行。
三、湿度加速因子计算模型
三、湿度加速因子计算模型 AF（RH）=[RHstress/RHuse]n AF（RH）---湿度加速因子 RHstress---应力条件下的相对湿度 RHuse---使用条件下的相对湿度 n---湿度的加速率常数介于2～3 之间
四、温度循环加速因子计算模型
四、温度循环加速因子计算模型 AF（tc）={[Tstress(hot)-Tstress(cold)]/[Tuse(hot)Tuse(cold)]}β AF（tc）---温度循环加速因子 Tstress(hot/cold)— 应 —力温度 Tuse(hot/cold)---使用温度 β----温度变化的加速率常数介于4～8 之间
二、电压加速因子计算模型
二、电压加速因子计算模型 AF(v)=exp{z· ∣Vstress-Vuse∣} AF(v)---电压加速因子 z---电压加速常数（typically,0.5<z<1.0） Vstress---应力电压（Stress voltage） Vuse---使用电压(Operating voltage)
MTBF测试报告
MTBF测试报告MTBF(均值故障时间)测试报告一、引言在产品开发过程中，MTBF测试是一项重要的测试工作。
MTBF是指产品在正常使用条件下，平均多长时间发生一次故障的时间间隔。
MTBF测试可以帮助企业评估产品的可靠性和稳定性，并为产品改进提供参考。
二、测试目标本次测试的目标是确定产品的MTBF值，验证产品的可靠性和稳定性，并分析故障的原因和频率，为产品提供改进建议。
三、测试方法1.确定测试样本：选择具有代表性的产品批次作为样本，确保测试结果的可靠性和代表性。
2.确定测试环境：在正常使用条件下，设置合适的测试环境，并记录环境参数，如温度、湿度等。
3.测试时间：根据样本的数量和故障频率，确定测试时间。
一般推荐测试时间不少于1000小时。
4.记录故障：在测试过程中，记录每次故障的时间和故障类型，并进行分类统计。
5.计算MTBF值：根据测试时间和故障次数，计算MTBF值。
四、测试结果分析经过1000小时的测试，共记录到10次故障，故障类型包括电源故障、通信故障和传感器故障。
根据测试数据，计算得到MTBF值如下：MTBF=测试时间/故障次数=1000小时/10次=100小时/次根据计算结果可知，该产品的MTBF值为100小时/次。
根据行业标准，MTBF值大于100小时/次可以认为是可靠的。
五、故障分析通过对故障情况的统计与分析，我们发现故障主要集中在电源和通信方面。
进一步分析发现，电源故障主要是由于供电电压不稳定和过载造成的，通信故障主要是由于信号干扰和通信设备故障导致的。
针对这些故障原因，我们提出以下改进建议：1.电源稳定性：可以考虑加强产品的电源稳压和过载保护功能，确保在供电不稳定和过载情况下也能正常工作。
2.通信设备：可以使用抗干扰能力更强的通信设备，提高通信质量和可靠性。
六、总结本次MTBF测试结果显示，该产品的MTBF值为100小时/次，达到了可靠性要求。
通过故障分析，我们发现电源和通信方面是改进的重点。
可靠性之MTBF理论和应用概述
一.理论
1.MTBF定义 2.分类及作用 3.与MCBF的关系 4. MTBBF指标,如何制定验证方案 2.通过MTBF试验,如何得出MTBF指标
一.理论
1.何谓MTBF
即平均无故障间隔时间。英文全称为Mean Time Between Failure。它表示的是相邻2次故障之间的平均时间。 我们常常讲的或听到的MTBF指标，实际是对一批产品而言的， 是一个统计值。要确切了解一批产品的实际MTBF是多少，只 有在所有产品寿命终了时才能得到，它等于所有产品工作的 时间(h)之和除以所有出现的故障次数之和。 即 MTBF=所有样品工作总时间之和/所有故障次数之和 但是这个值往往是很难得到的。一般情况下，通过试验和概 率统计计算，可以得到MTBF值。
2.分类及作用
可分为MTBF预计\ MTBF试验\ MTBF验证 MTBF预计:是通过查询组成整机的各模块和元器件的失效率, 计算整机的MTBF指标; MTBF试验:当没有元器件失效率数据可以参考的时候,采用试验 的方法得到MTBF指标; MTBF验证:在设计初期已经给定MTBF指标,如何通过试验的方 法证明产品达到这一指标.
4.2 MTBF与相关参数的关系
一般来讲,电子产品失效率与时间的关系符合指数分布. 它与总试验时间T、可靠性信赖水平和故障数r的关系为:
MTBF=
2T
12 , 2 ( r 1)
相关参数有: a.抽取的样品数(个) b.每个样品工作的总时间(h),包括工作的天数和每天工作 的小时数 c.预定的置信度(若没有指定,一般取90%) d.失效次数 分母就是我们查统计学表的卡方分布表,见下图
二.应用
MTBF解析
《MTBF解析》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。
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透过MTBF，去发现其背后的故事！
奉旨出征
Reliability Testing作为Solid State Drive（简称固态硬盘）SIT测试阶段最重要的测试项，推动着产品质量的不断提升。
UBER、Endurance、Retention、Temperature Extreme、MTBF 等可靠性指标值也作为产品竞争力的一部分体现在产品规格书中。
马克思先生指导我们：“See through the appearance to perceive the essence”，这期让我们透过MTBF，去发现其背后的故事！
战前准备
古人有云：兵马未动，粮草先行；宜未雨而绸缪，毋临渴而掘井；足不强则迹不远，锋不铦则割不深！不错，总结就是：开战前，我们先把几个基本概念理清楚（敲黑板，划红线）！Failure Rate：failure Rateλ，λ定义为失效个数r与n测试样品在指定测试条件下运行t 时间的比值，即λ= r / n*t 。
针对电子产品，通常我们用FIT（Failure In Time）体现，如1 FIT 代表运行10 小时，出现1个失效设备。
例子：4000个测试设备，同时持续运，指新的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越长表示可靠性越高，保持正确工作能力越强，单位为“小时”。
通常也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（不可维修产品我们用MTTF定义）。
当产品的寿命服从指数分布时，失效率的倒数表示两个失效之间的时间间隔。
λ=1/MTBF
例子：某产品SSD MTBF值标称为150万小时，保修5年；150万小时约为171年，并不是说该产品SSD每块盘均能工作171年不出故障。
由MTBF=1/λ可知λ=1/MTBF=1/171年，即该固态硬盘的平均年故障率约为0.6%，一年内，平均1000块固态硬盘有6块会出故障。
综上所述，FIT/MTBF值是产品设计时要考虑的重要参数，测试工程师经常使用各种不同的方法与标准来估计产品的MTBF值，其目的就是为了找出产品设计中的薄弱环节。
真枪实战。