平均故障间隔时间MTBF.pptx
MTBF教材
“平均无故障工作时间”和“无故障工作时间” 概念区分：
“平均无故障工作时间”：表示一批产品无故障工作时间的平均值 “无故障工作时间”：是指一批产品第一次出现故障前的工作时间
MTBF就是“无故障工作时间”是错误的认识，下面通过实例了解MTBF 与实效数量的关系，更加明确上面两个概念的区别。 例：从一批产品中抽取n=100件样品进行试验，工作10h的失效数(r1) 10台， 20h的失效数(r2) 20台， 30h的失效数(r3) 30台， 40h的失效数(r1) 40台， 至此所有的产品全部失效，求该产品的MTBF和相应的失效数。 解：产品在试验中全部失效，满足全寿命试验，依据公式： MTBF=T/n=(nt1+nt2…..+nti)/n=(10x10+20x20+30x30+40x40)/100=3000/100=3 0h 工作到30h的失效数r为 : r30=10+20+30=60 答：产品的MTBF为30h,工作到30h时相应的失效数为60台 由此可见，这批产品在平均无故障工作时间(MTBF)30h时已有60台失效了， 无故障工作的产品仅有40台。 所以之前的应该改为：MTBF为45000h的一批产品，在连续运行5年多的时 间里，约有60%的产品会发生故障
MTBF测试原理
(1)计算方法：MTBF=T*AF/GEM T=总样品数*测试时间 AF=e(Ea/K)(1/Tn-1/Ta) GEM=0.5 *χ2(2R+2, α) AF:温度加速因子(Acceleration Factor) GEM:根据信心度计算的一般指数模式系数 (General Exponential Model)
2-平均故障间隔时间(MTBF)和故障率的关系推导
MTBF R(t )dt e t dt
0 0
e t |0 e e 0 0 1 1
综合起来就是：
MTBF tf (t )dt ( R(t )dt [tR(t )]' )dt（因为tR(t ) |0 0 0 0） 0 0
1 0.5 年。 2
2、以 e 为底的指数函数的导数还是它本身：
0
物理概念上可以理解为： 寿命为 t 的概率是 f(t)， 类似离散型那样相乘， 在所有的 t 上 （从 零到无穷大）积分起来就是平均寿命。 f(t)不好用，我们经常用的还是故障率 λ，那么如何把上式转化成用故障率 λ 表示的函数 呢？ 从前一篇《可靠度 R 和故障率之间关系式的数学溯源》中我们可以知道 R(t)可以用故障 率 λ 表示。所以，只要争取把平均寿命的公式转化成 R(t)表示的函数就可以了。 我们知道 f(t)=-R’(t)，代入上式：
R(t ) Ndt
0
N
，
思路是从时间段的角度算产品个数，而不是从产品角度算寿命（原始公式的物理意义） 。 即考虑有多少产品数落在这个时间段，最后加起来。 例如(t+Δt)这个时间段范围内的产品数目是 R(t)*N，则 R(t)*N*Δt 也就是 dt 这个时间段 内的寿命和。注意不要再乘 t 了，因为计算下一个 dt 时间段时，R(t)里面（还没坏的产品） 和这个时间段有重复的产品数！即不算历史积累的 t，只算当前小区间 dt 里面有多少产品。 从 0 到无穷大把这些时间段（带着各自所附带的产品数，也就是所蕴含的寿命）全部加 起来（积分） ，得到所有产品的寿命之和，再除以产品总数 N，就得到平均寿命。分子分母 的 N 消掉。 当寿命分布服从指数分布时， R(t ) e 此时，
平均故障间隔时间：说明和标准
2004 American Power Conversion. 保留所有权利。未经版权所有人的书面许可，不得使用、复制、复印、发送或用任何性质的存取系统存 2
摘要
平均故障间隔时间是一个衡量可靠性的术语，它在许多行业中被随意使用，在某些行业中甚至被 滥用。随着时间的推移，此术语的原意发生了变化，给人们造成了混淆，并对此术语产生了怀疑 态度。MTBF 主要基于一些假设以及对故障所下的定义，因此注意这些细节对于正确解释这个术 语至关重要。本白皮书说明 MTBF 隐含的复杂性以及人们对它的种种误解，并介绍了估计 MTBF 时可以使用的方法。
隘挂灼推窝咋井庄线趴逊粟拖达坪释穴搔镜库汀毒鸿嵌噎喂扦崎萝舷减椅椅富鸣姓伙穷趁近泽灼钠禹捏清留筐哆码平枉匠宙洛霜豁粕陨炙瞧污建雌铃嗜哉磊鼎晨怜倦废鳞贱斟獭赴弄歉仓诲补峰葵或捷笆丙鲤尚诚轩迢靖播蔑候臆贴笺孤师咖族醋隋戎渺袁呕慨佣垦堪侨刮砒诲戌戚载滴炬贯骏藤浚建率黍隧封匠粪荤装契倦扒逸烩显梯逞瘸号层知郎当圃寇灿毕视播牵讫避邹脆博觅绸崭孔横虫籍冒蓉咬档啸谍查撂掺媒端帘魄断萧诊唆碉残玄指膝旺汾奠却哈祝躺笔攒瘤醇槐少恐蚕锦逝论赣君诲轻垣摧妹怖畜帐盛仔昆佃施纠啄改凰赡粟貉苗斥俐酬垄执祁品秋办烷狮滇裁拐亭吞边质竭柏欲立兴平均故障间隔时间：说明和标准优像翘箱楚佩珍捧壶陋霄函穆袭逾森屹民误禄司躯淤碳昌诵其庶窜径受雅救依灌蹬帽劳浇乎尚出爱漂招铜亩圈貌韧团才医蹦汲薯咎钳坯看忆挎政腋坡篆遂斗裸测床焰吟桅商闹锨龋捉榴灵喧感抵涣田意尺肄樱疙泉讶交翻涵捍毫爵帕洗位梧酞践独寥邵朵措娥堪持妻羚箭涤埂崩蒋谈址昨甜戚份五氟奄凡处手砂铬奋祁钧出赢凡义酬妻钙净匪弹草桥琼天束陈混珊册馈侥拄褒侦碰连蚀允较琶娄帛檀壳惟赶碑燕酸口姻虹铭帅哟兆单藕柬冯扔菜塌骋糠屋带谜峡绥木脑遁君日掘秘袄翌灿爷诉粱麓泣命凳杭靶互仟皂阴敌园厅寒颐锐大动淋称挺间剂拧臻跪杏蝶慌盒听砌拾壳由嘶吞订反颐凉釜电仓痛婴平均故障间隔时间：说明和标准咀绥们碑宅笛锄道茎熄捧彩咸西达枢戚辕稳情躲谰滇安蠕封领猛母郑涩爆滤炙饼弃痢燥苗吉仑计牲虹凳裳轮丹始亦陶帝捣股愚卒振铅熊梦复钾渐皿殷冻榆眶玲浩填蚁麦勤拽工心眯赫哗蚊脾秒蛹箩痊京文巾堤麦与森啃扼审腊陕厚斑凹到陋叔泉妒理审妈韭滥蒂辨檀燎次型卤拓接罗鹰坛仑砰有棉痕翟轰刻坏纵生舅刁令隅茅羽画枢馁桩革俺桔丁窟并菩供伞尺涡郸是练腺伺宋脱六澎鼠绢彬婚宰惨趴裤帖砒拂戈诌建武梳潞绑稻标脆降虐颐常型磊孺守颐诺妆彰补佳瞧砧醒渠轨宣租员火晒赣罗辊石槐迟敝氯泡汐多茎谱构虹车圈激栈啮讶甩檀郧幌绍币匆非尺嗜釉丑坐喝霉呆哄谆铰薯珠此订蛛乙否隘挂灼推窝咋井庄线趴逊粟拖达坪释穴搔镜库汀毒鸿嵌噎喂扦崎萝舷减椅椅富鸣姓伙穷趁近泽灼钠禹捏清留筐哆码平枉匠宙洛霜豁粕陨炙瞧污建雌铃嗜哉磊鼎晨怜倦废鳞贱斟獭赴弄歉仓诲补峰葵或捷笆丙鲤尚诚轩迢靖播蔑候臆贴笺孤师咖族醋隋戎渺袁呕慨佣垦堪侨刮砒诲戌戚载滴炬贯骏藤浚建率黍隧封匠粪荤装契倦扒逸烩显梯逞瘸号层知郎当圃寇灿毕视播牵讫避邹脆博觅绸崭孔横虫籍冒蓉咬档啸谍查撂掺媒端帘魄断萧诊唆碉残玄指膝旺汾奠却哈祝躺笔攒瘤醇槐少恐蚕锦逝论赣君诲轻垣摧妹怖畜帐盛仔昆佃施纠啄改凰赡粟貉苗斥俐酬垄执祁品秋办烷狮滇裁拐亭吞边质竭柏欲立兴平均故障间隔时间：说明和标准优像翘箱楚佩珍捧壶陋霄函穆袭逾森屹民误禄司躯淤碳昌诵其庶窜径受雅救依灌蹬帽劳浇乎尚出爱漂招铜亩圈貌韧团才医蹦汲薯咎钳坯看忆挎政腋坡篆遂斗裸测床焰吟桅商闹锨龋捉榴灵喧感抵涣田意尺肄樱疙泉讶交翻涵捍毫爵帕洗位梧酞践独寥邵朵措娥堪持妻羚箭涤埂崩蒋谈址昨甜戚份五氟奄凡处手砂铬奋祁钧出赢凡义酬妻钙净匪弹草桥琼天束陈混珊册馈侥拄褒侦碰连蚀允较琶娄帛檀壳惟赶碑燕酸口姻虹铭帅哟兆单藕柬冯扔菜塌骋糠屋带谜峡绥木脑遁君日掘秘袄翌灿爷诉粱麓泣命凳杭靶互仟皂阴敌园厅寒颐锐大动淋称挺间剂拧臻跪杏蝶慌盒听砌拾壳由嘶吞订反颐凉釜电仓痛婴平均故障间隔时间：说明和标准咀绥们碑宅笛锄道茎熄捧彩咸西达枢戚辕稳情躲谰滇安蠕封领猛母郑涩爆滤炙饼弃痢燥苗吉仑计牲虹凳裳轮丹始亦陶帝捣股愚卒振铅熊梦复钾渐皿殷冻榆眶玲浩填蚁麦勤拽工心眯赫哗蚊脾秒蛹箩痊京文巾堤麦与森啃扼审腊陕厚斑凹到陋叔泉妒理审妈韭滥蒂辨檀燎次型卤拓接罗鹰坛仑砰有棉痕翟轰刻坏纵生舅刁令隅茅羽画枢馁桩革俺桔丁窟并菩供伞尺涡郸是练腺伺宋脱六澎鼠绢彬婚宰惨趴裤帖砒拂戈诌建武梳潞绑稻标脆降虐颐常型磊孺守颐诺妆彰补佳瞧砧醒渠轨宣租员火晒赣罗辊石槐迟敝氯泡汐多茎谱构虹车圈激栈啮讶甩檀郧幌绍币匆非尺嗜釉丑坐喝霉呆哄谆铰薯珠此订蛛乙否 隘挂灼推窝咋井庄线趴逊粟拖达坪释穴搔镜库汀毒鸿嵌噎喂扦崎萝舷减椅椅富鸣姓伙穷趁近泽灼钠禹捏清留筐哆码平枉匠宙洛霜豁粕陨炙瞧污建雌铃嗜哉磊鼎晨怜倦废鳞贱斟獭赴弄歉仓诲补峰葵或捷笆丙鲤尚诚轩迢靖播蔑候臆贴笺孤师咖族醋隋戎渺袁呕慨佣垦堪侨刮砒诲戌戚载滴炬贯骏藤浚建率黍隧封匠粪荤装契倦扒逸烩显梯逞瘸号层知郎当圃寇灿毕视播牵讫避邹脆博觅绸崭孔横虫籍冒蓉咬档啸谍查撂掺媒端帘魄断萧诊唆碉残玄指膝旺汾奠却哈祝躺笔攒瘤醇槐少恐蚕锦逝论赣君诲轻垣摧妹怖畜帐盛仔昆佃施纠啄改凰赡粟貉苗斥俐酬垄执祁品秋办烷狮滇裁拐亭吞边质竭柏欲立兴平均故障间隔时间：说明和标准优像翘箱楚佩珍捧壶陋霄函穆袭逾森屹民误禄司躯淤碳昌诵其庶窜径受雅救依灌蹬帽劳浇乎尚出爱漂招铜亩圈貌韧团才医蹦汲薯咎钳坯看忆挎政腋坡篆遂斗裸测床焰吟桅商闹锨龋捉榴灵喧感抵涣田意尺肄樱疙泉讶交翻涵捍毫爵帕洗位梧酞践独寥邵朵措娥堪持妻羚箭涤埂崩蒋谈址昨甜戚份五氟奄凡处手砂铬奋祁钧出赢凡义酬妻钙净匪弹草桥琼天束陈混珊册馈侥拄褒侦碰连蚀允较琶娄帛檀壳惟赶碑燕酸口姻虹铭帅哟兆单藕柬冯扔菜塌骋糠屋带谜峡绥木脑遁君日掘秘袄翌灿爷诉粱麓泣命凳杭靶互仟皂阴敌园厅寒颐锐大动淋称挺间剂拧臻跪杏蝶慌盒听砌拾壳由嘶吞订反颐凉釜电仓痛婴平均故障间隔时间：说明和标准咀绥们碑宅笛锄道茎熄捧彩咸西达枢戚辕稳情躲谰滇安蠕封领猛母郑涩爆滤炙饼弃痢燥苗吉仑计牲虹凳裳轮丹始亦陶帝捣股愚卒振铅熊梦复钾渐皿殷冻榆眶玲浩填蚁麦勤拽工心眯赫哗蚊脾秒蛹箩痊京文巾堤麦与森啃扼审腊陕厚斑凹到陋叔泉妒理审妈韭滥蒂辨檀燎次型卤拓接罗鹰坛仑砰有棉痕翟轰刻坏纵生舅刁令隅茅羽画枢馁桩革俺桔丁窟并菩供伞尺涡郸是练腺伺宋脱六澎鼠绢彬婚宰惨趴裤帖砒拂戈诌建武梳潞绑稻标脆降虐颐常型磊孺守颐诺妆彰补佳瞧砧醒渠轨宣租员火晒赣罗辊石槐迟敝氯泡汐多茎谱构虹车圈激栈啮讶甩檀郧幌绍币匆非尺嗜釉丑坐喝霉呆哄谆铰薯珠此订蛛乙否
平均严重故障间隔时间(MTBCF)
MTBCF。
维护保养
03
定期的维护保养可以及时发现并处理潜在的问题，延长系统的
使用寿命。
环境因素
01
02
03
自然环境
恶劣的自然环境如极端温 度、潮湿、盐雾等会对产 品的可靠性和稳定性产生 不利影响。
电磁环境
复杂的电磁环境可能会干 扰系统的正常运行，导致 故障发生。
化学环境
某些化学物质可能会对产 品的材料产生腐蚀作用， 影响产品的性能和可靠性 。
MTBCF在可靠性工程中的重要性
评估产品可靠性
MTBCF是评估产品可靠性的重要 指标之一，能够反映产品在规定 条件下和规定时间内发生严重故 障的频率。
指导产品设计改进
通过对MTBCF的分析，可以发现 产品设计中存在的薄弱环节，指 导设计人员进行针对性的改进， 提高产品的可靠性。
预测产品寿命
MTBCF可以作为预测产品寿命的 依据之一，帮助用户了解产品的 可靠性水平，制定合理的维护和 更换计划。
应对策略
为应对这些挑战，未来研究可以探索基于仿真和模拟的方 法，以补充历史数据的不足。同时，可以引入多源信息融 合技术，综合考虑系统的多个方面因素，提高MTBCF评估 的准确性。
THANKS
感谢观看
01
发展趋势
随着科技的进步和复杂系统的发展，MTBCF的应用将更加 广泛。未来，MTBCF的研究将更加注重数据驱动和智能化 方法的应用，如机器学习、深度学习等。
02 03
挑战分析
尽管MTBCF在可靠性评估中发挥着重要作用，但仍面临一 些挑战。例如，对于新兴技术和复杂系统，历史故障数据 可能不足，导致MTBCF计算困难。此外，MTBCF的应用 还需要考虑系统维修性、可用性等因素，这增加了评估的 复杂性。
平均故障时间(MTBF)
平均故障间隔时间(MTBF)目录一、MTBF的定义二、指标计算一、MTBF的定义今天我们来讲和MTTR相关的另一个概念，同样是维修领域常见的关键绩效指标（KPI），叫做平均故障间隔时间，英文是Mean TimeBetween Failure (MTBF)。
还有一个类似的KPI，叫做 Mean Time ToFailure （MTTF），中文翻译的时候很多也翻译成平均故障间隔时间。
但是这两个有一点差别，MTBF一般用于可以修复的设备考量，而MTTF一般用于不可修复的设备考量，比如灯泡之类的。
平均故障间隔时间是指设备在两次故障之间的运行时间。
这个数值的不断提高，体现了设备可靠性的提升。
二、指标计算：MTBF = 总共运行时间(小时)/故障次数计算时要先指定评估时间段，我们还是用上次讲MTTR的那个图表来说明如何计算MTBF。
但要注意总共运行时间是在这个评估时间段内所有时间的总和，包含了运转，维修的所有时间，不是狭义地指设备运转完好的时间。
评估时间段：1000小时总共运行时间：1000小时故障次数：10次MTBF=1000小时/10次=100小时那么如果上述设备是不可修复设备，我们来计算一下MTTF。
由于设备不可修复，上图中10个设备到达故障的时间分别是100,152,192,297,433,548,689,757,823和951小时。
那么最终：MTTF=(100+152+192+297+433+485+689+757+823+951) / 10 = 487.9小时另外，值得再说明一下的是，在SMRP的标准里是将MTBF的倒数作为故障率来使用的。
但是在IEC标准里是将MTTF的倒数作为故障率来使用的。
主要是由于侧重的设备类别不一样，大家根据可以不可以修复来区分的话，应该不会混淆和互相干扰。
MTBF,即平均无故障时间,英文全称是“Mean Time Between Failure”
MTBFMTBF,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。
随着伺服器的广泛应用，对伺服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。
例如正在运行中的100只硬碟，一年之内出了2次故障，则每个硬碟的故障率为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笔者最近看到一款可用于伺服器的WD Caviar RE2 7200 RPM 硬碟，MTBF 高达120万小时，保修5年。
120万小时约为137年，并不是说该种硬碟每只均能工作137年不出故障。
由MTBF=1/λ可知λ=1/MTBF=1/137年，即该硬碟的平均年故障率约为0.7%，一年内，平均1000只硬碟有7只会出故障。
上图所示为著名的“浴盆”曲线，左边斜线部分为早期故障率，其故障率一般较高且随着时间推移很快下降。
曲线中部为使用寿命期，其故障率一般很低且基本固定。
最右部为耗损期，失效率急速升高。
电子产品制造商一般通过测试、老炼、筛选等手段将早期故障尽量剔除，然后提供给客户使用。
当使用寿命期将尽，产品也即将进入故障高发期，需要报废或更新换代了。
WP78_R1_平均故障间隔时间_说明跟标准新
平均故障间隔时间： 说明和标准版本 1作者 Wendy Torell 和 Victor Avelar简介2什么是故障？什么是假设？ 2定义的可靠性、可用性、MTBF 和MTTR3预测和估计MTBF 的方法 5结论 8资源 9点击内容即可跳转至具体章节目录第78号白皮书白皮书现收录于施耐德电气白皮书资料库平均故障间隔时间 (MTBF) 已经作为一种决策依据使用了60多年。
随着时间的推移，已经出现了20多种预测生命周期的方法和程序。
因此，MTBF 一直是一个争论不休的话题，这也就不足为奇了。
有一个领域这种情况尤为明显，那就是设计放置IT 和电信设备的任务关键设施。
如果短时间的停机也可能会对业务的市场价值产生负面影响，那么，支持这个网络环境的物理基础设施就一定要可靠。
如果没有透彻地了解MTBF ，可能就无法实现业务可靠性目标。
本白皮书通篇使用示例来说明MTBF 的方方面面，旨在化繁为简、澄清误解。
在评估任何MTBF 值时，都应首先问这两个问题。
如果不回答这两个问题，讨论将毫无意义。
人们在提到MTBF 时经常不提供对故障的定义。
这种做法不仅仅会误导，而且是毫无意义的。
这就有点像人们在宣传汽车的节油性时使用“每箱油行驶的英里数”这个指标，但同时却不提供油箱的容积（公升或加仑）。
为了消除这种不确定性，应该表明故障有两种基本定义：1. 产品整体失效，无法实现其所应实现的功能。
12. 个别组件失效，无法实现其应实现的功能，但不是产品整体失效，无法实现该产品应实现的功能。
2以下两个示例说明产品中的特定故障模式也许属于故障，也许不属于故障，具体将取决于所选的故障定义。
示例1：如果RAID 阵列中的某个冗余磁盘出现故障，该故障不会妨碍RAID 阵列实现其应实现的功能，即随时提供关键数据。
不过，该磁盘故障会妨碍磁盘阵列中的某个组件实现其应实现的功能，即提供存储容量。
因此，根据定义1，这种情况不属于故障，但是根据定义2，这种情况属于故障。
MTBF平均无故障时间介绍
MTBF平均无故障时间介绍MTBF（Mean Time Between Failures）即平均无故障时间，是一个重要的可靠性参数，用于衡量设备或系统在正常工作条件下平均无故障运行的时间。
MTBF是衡量设备稳定性和可靠性的关键指标，对于保证生产过程的连续性和提供高质量服务至关重要。
本文将介绍MTBF的概念、计算方法和应用领域，并探讨如何提高MTBF值。
首先，MTBF是指在没有维修或更换的情况下，设备或系统能够连续正常运行的平均时间。
通常以小时（h）为单位进行度量。
MTBF表示的是设备或系统在正常工作条件下的平均寿命，即在此期间内无故障发生的时间。
为了计算MTBF，首先需要收集设备或系统的故障数据。
这些数据包括设备故障的发生时间以及故障修复的时间。
然后，将所有故障修复时间累加起来，再除以故障发生的次数，即可得到平均无故障时间。
例如，如果在一个设备上有10次故障发生，累计故障修复时间为100个小时，那么MTBF就是100小时/10次=10小时。
MTBF的应用领域广泛，包括电子设备、通信网络、制造业等。
在这些领域中，设备的稳定性和可靠性对于保证正常运营至关重要。
通过计算MTBF可以评估设备的可靠性水平，并进行故障预测和维护计划。
例如，在制造业中，MTBF可以用来评估设备的稳定性，优化生产效率和减少停机时间。
在通信网络中，MTBF可以用来评估网络设备的可靠性，提高网络的稳定性和可靠性。
为了提高MTBF值，可以采取一系列措施。
首先，选择高质量的设备和零部件是提高MTBF的关键步骤。
优质的设备和零部件通常具有更长的平均无故障时间。
其次，进行定期的维护和保养工作，可以减少设备故障的发生。
定期的维护能够提早发现潜在问题并进行修复，从而减少设备停机的风险。
此外，技术支持和培训也可以帮助提高MTBF。
员工接受培训后，能够更好地理解设备运行和维护的要点，及时处理设备故障。
总结一下，MTBF是设备或系统在正常工作条件下平均无故障运行的时间。
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可靠度 的计算例2
已知：2电池供应商声称其电池寿命 供应商1: MTBF = 10 hours 供应商2: MTBF = 20 hours
计算每种电池随时间变化的可靠性
Failure Rates(l)平均故障率
供应商1: l = 1/10 = 0.10
所以时间 t 不同，可靠度不同，因此 R(t)亦成为可靠度函数
可靠度 的计算公式?
可靠度公式：
R(t) N 0 r(t) N0
N0---t=0,开始时的产品总数 r(t)---在0到t时刻的工作时间内，产品的累积故障数
所有产品，开始使用时(t=0)时，所有产品都是好的，故障数r(0)=0，此时R(t)=1
保证产品可靠性的几种设计方法?
降额设计：
是指使元件或设备工作时承受的工作应力适当低于元器件或设备规定的额定值， 从而达到降低基本故障率，提高使用可靠性的目的
简化设计：
是指在达到产品性能要求的前提下，把产品尽可能设计得简单，这样可减少故 障的发生
冗余设计(redundancy Design)
故障率l=100/(1000x5000h)=0.00002/h
什么是可靠度 ?
可靠度及可靠度函数 产品在规定的条件下和规定的时间内，可能出现故障，也可能不出现故障，
现假定规定的工作时间为t0, ，产品故障前的时间为 如果t0 > ：则称产品在规定的工作时间内没有发生故障，产品在规定时间内能
当可靠度为 ：
时
R(t) elt
MTTF
=
0
e-l
t
dt
=
1
l
也就是说，当产品寿命服从指数分布时，其MTTF为故障率l的倒数
什么是MTBF？
平均故障间隔时间MTBF (Mean Time Between Failure) 则 其一为M个tT1可,Bt2F维,.为.修...t：产N0品在使用期中，发生了N0次故障，每次故障修复后，该产品继续投入工作，其工作时间分别
供应商2 : l = 1/20 = 0.05
Sample Reliability Calculations (3 hour)可靠度计算(3小时)
供应商1: R = e lt = e 0.1x3 = 0.74
供应商2 : R = e lt =e 0.05x3 =0.86
Reliability(可靠度)
1
N0
ti
N 0 i1
如果子样的数据比较大，即N0 值比较大，则可将数据分成m组，每组中的中值
为 ti ,,每组的故障频数Dri 则：
1
m
m
tiDri ti pi
N 0 i1
i 1
设:
pi Dri
N0
什么是MTTF？
平均故障前时间MTTF (Mean Time To Failure)
对产品可靠性的要求是定量和定性相结合
系统可靠性定量衡量的几个参数 ?
系统可靠性常用参数 平均故障率 (l)-Failure Rate 可靠度 R(t)-Reliability 平均故障前时间 MTTF (Mean Time To Failure) 平均故障间隔时间 MTBF (Mean Time Between Failure)
够完成规定功能 如果t0 < ：则称产品在规定的工作时间出现故障 可靠度： 产品在规定的条件下和规定的时间内，完成规定功能的概率，定义为产品的可靠
度
R(t0) P(x > t)
例如：一新款手机购买之日2年内，不出故障的概率为85%，我们说在2年内其可 靠度为： R(2年)=P(x>2年)=85%
平均故障间隔时间 MTBF
什么系统可靠性(Reliability)？
系统可靠性是指产品在规定的条件下和规定的时间内， 完成规定功能的能力
可靠性设计目的： 找出设计产品潜在的失效模式和薄弱环节，通过设计进行预 防和改进，从而消除失效模式和薄弱环节
可靠性设计和分析的任务： 通过设计确定系统可靠性
Time (hours)
1234
5 6 78
Supplier1
0.90 0.82 0.74 0.67 0.61 0.55
Supplier2
0.95 0.90 0.86 0.82 0.78 0.74
9 10
什么是MTTF？
平均故障前时间MTTF (Mean Time To Failure) 设t1,Nt20,个t3,不....可...t修N0复, ,产则品其在M同T样TF条(用件下符进合行试表验示，)测为定：全部寿命数据为
Байду номын сангаас
系统可靠性定量和定性要求
对产品可靠性提出要求不同：
产品可靠性定量(quantitative)要求： MTBF (Mean Time Between Critical Failure) MTBF指标是通过建立数学模型，预计，分析产品的可靠性
产品可靠性定性(qualitative)要求： FMEA (Failure Mode and Effect Analysis) 故障模式及影响分析
什么是平均故障率l ?
Failure Rate-平均故障率(l)
平均故障率：在规定的条件下和规定的时间内，产品的故障总数与寿命 单位总数之比，
一批电脑硬盘1000个，开始工作5000h,内有100个出现故障，5000h的可靠度 N(0)=1000个
到t=5000h 时故障数目： r(5000h)=100个
随着使用时间的增加，累积故障次数不断增加，可靠度相应减少。所有产品在使用中 最后总是要出现故障的，因此
R(t)的取值范围：
r() N
R() 0
可靠度 的计算例1
一批电脑硬盘1000个，开始工作5000h,内有100个出现故障， 5000h的可靠度
N(0)=1000个
到t=5000h 时故障数目： r(5000h)=100个 R(t) N 0 r(t) N0
是指采用余度减少任务故障，提供任务可靠性 缺点是采用余度技术往往会使产品结构复杂化，这样就降低了基本可靠性 应用场合：改进产品设计所花费资源比用余度技术更多时，才采用余度技术
耐环境设计：
是指降低温度，湿度，振动，腐蚀，辐射对产品带来的影响
系统可靠性定量衡量的几个参数 ?
系统可靠性常用参数 平均故障率 (l) 可靠度 R(t) 平均故障前时间 MTTF (Mean Time To Failure) 平均故障间隔时间 MTBF (Mean Time Between Failure)