MTBF，即平均故障間隔時(shí)間，英文全稱是“Mean Time Between Failure”。是衡量一個(gè)產(chǎn)品（尤其是電器產(chǎn)品）的可靠性指標(biāo)。單位為“小時(shí)”。它反映了產(chǎn)品的時(shí)間質(zhì)量，是體現(xiàn)產(chǎn)品在規(guī)定時(shí)間內(nèi)保持功能的一種能力。具體來(lái)說(shuō)，是指相鄰兩次故障之間的平均工作時(shí)間，也稱為平均故障間隔。產(chǎn)品故障少的就是可靠性高，產(chǎn)品的故障總數(shù)與壽命單位總數(shù)之比叫“故障率”（Failure rate）。它僅適用于可維修產(chǎn)品。同時(shí)也規(guī)定產(chǎn)品在總的使用階段累計(jì)工作時(shí)間與故障次數(shù)的比值為MTBF。

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MTBF測(cè)試原理

（1）加速壽命試驗(yàn) (Accelerated Life Testing)；

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（2）執(zhí)行壽命試驗(yàn)的目的在于評(píng)估產(chǎn)品在既定環(huán)境下之使用壽命；

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（3）常規(guī)試驗(yàn)耗時(shí)較長(zhǎng),且需投入大量的金錢(qián),而產(chǎn)品可靠性資訊又不能及時(shí)獲得并加以改善；

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（4）可在實(shí)驗(yàn)室時(shí)以加速壽命試驗(yàn)的方法,在可接受的試驗(yàn)時(shí)間里評(píng)估產(chǎn)品的使用壽命；

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（5）是在物理與時(shí)間基礎(chǔ)上,加速產(chǎn)品的劣化肇因,以較短的時(shí)間試驗(yàn)來(lái)推定產(chǎn)品在正常使用狀態(tài)的壽命或失效率.但基本條件是不能破壞原有設(shè)計(jì)特性；

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（6）一般情況下, 加速壽命試驗(yàn)考慮的三個(gè)要素是環(huán)境應(yīng)力,試驗(yàn)樣本數(shù)和試驗(yàn)時(shí)間；

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（7）一般電子和工控業(yè)的零件可靠性模式及加速模式幾乎都可以從美軍規(guī)范或相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)查得,也可自行試驗(yàn)分析,獲得其數(shù)學(xué)經(jīng)驗(yàn)公式；

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（8）如果溫度是產(chǎn)品*的加速因素,則可采用阿氏模型(Arrhenius Model),此模式*為常用；

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（9）引進(jìn)溫度以外的應(yīng)力,如濕度,電壓,機(jī)械應(yīng)力等,則為愛(ài)玲模型(Eyring Model),此種模式適用的產(chǎn)品包括電燈,液晶顯示元件,電容器等；

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（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；

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（11）復(fù)合模式(Combination Model)適用于同時(shí)考慮溫度與電壓做為環(huán)境應(yīng)力的電子材料(如電容如下式為電解電容器壽命計(jì)算公式) 一般情況下,主動(dòng)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(dòng)式電子零件所構(gòu)成.因此,阿氏模型廣泛應(yīng)用于電子,工控產(chǎn)品行業(yè)。

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相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)

GB5080.7-86《設(shè)備可靠性試驗(yàn)平均無(wú)故障時(shí)間驗(yàn)證試驗(yàn)方案》

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GJB899A-2009《可靠性鑒定與驗(yàn)收試驗(yàn)》

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GJB367A-2001《軍用通信設(shè)備通用規(guī)范》

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GB/T 37963-2019? 電子設(shè)備可靠性預(yù)計(jì)模型及數(shù)據(jù)手冊(cè)

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MTBF測(cè)試報(bào)告

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壽命試驗(yàn)（MTBF）是研究產(chǎn)品壽命特征的方法，這種方法可在實(shí)驗(yàn)室模擬各種使用條件來(lái)進(jìn)行。壽命試驗(yàn)是可靠性試驗(yàn)中*重要*基本的項(xiàng)目之一，它是將產(chǎn)品放在特定的試驗(yàn)條件下考察其失效（損壞）隨時(shí)間變化規(guī)律。產(chǎn)品進(jìn)入到維護(hù)管理階段后，MTBF(平均故障間隔時(shí)間)是*關(guān)鍵的一個(gè)性能指標(biāo)之一。

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如何辦理MTBF測(cè)試報(bào)告

1、客戶提交產(chǎn)品信息給工程師做方案評(píng)估

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2、客戶寄樣測(cè)試

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3、實(shí)驗(yàn)室出具M(jìn)TBF檢測(cè)報(bào)告

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MTBF的計(jì)算方法

MTBF兩次故障間隔時(shí)間

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T1與T*別是兩次故障之間所間隔的時(shí)間，假設(shè)產(chǎn)品只有這兩次故障的話，那么MTBF=(T1+T2)/2。

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產(chǎn)品的故障總數(shù)與壽命單位總數(shù)之比叫“故障率”（Failure rate），常用λ表示。

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當(dāng)產(chǎn)品的壽命服從指數(shù)分布時(shí)，其故障率的倒數(shù)就叫做平均故障間隔時(shí)間，簡(jiǎn)稱MTBF。即：MTBF=1/λ 。

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標(biāo)準(zhǔn)故障率的曲線可以用眾所周知的“浴盆曲線”來(lái)描述。所有元件和系統(tǒng)的曲線形狀都近似相同-只是時(shí)間軸方向上的延伸率不同。它可以分 為三個(gè)區(qū)域：早期故障期（I），有效工作期（II），生命終期（III）。MTTF包含了區(qū)域I和 II，而MTBF只包含了區(qū)域（II）。

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以序貫截尾試驗(yàn)方法為例，介紹MTBF的一種計(jì)算方式：

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M0 =規(guī)定可接受的平均無(wú)故障時(shí)間；

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α =生產(chǎn)方風(fēng)險(xiǎn)；

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β =使用方風(fēng)險(xiǎn)；

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Dm =平均無(wú)故障時(shí)間的鑒別比

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當(dāng)生產(chǎn)方風(fēng)險(xiǎn)α是當(dāng)實(shí)際的 m=m0時(shí)，設(shè)備被拒收的概率

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使用方風(fēng)險(xiǎn)β是實(shí)際的 m=m1時(shí)，設(shè)備被接受的概率。這里m1是不可接受的平均無(wú)故障時(shí)間。

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平均無(wú)故障時(shí)間的鑒別比在整理的定義是：Dm= m0/m1

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假設(shè)β =α , d、 m0 、m1、r 相同，為了方便比較，設(shè)置MTBF(m1 ) =2000h

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β =α=10% , Dm= m0/m1 =3 ,r=5

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當(dāng)故障數(shù)r為1和5時(shí)的接收時(shí)間分別為：

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TA≥t （標(biāo)準(zhǔn)化判決時(shí)間）ⅹMTBF(θ1)=514ⅹ2000=10800h?

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TA≥t （標(biāo)準(zhǔn)化判決時(shí)間）ⅹMTBF(θ1 )=10135ⅹ2000=20700h

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如表，r=5時(shí)，合格判決時(shí)間TA=20700h ；r=1時(shí)，合格判決時(shí)間TA=10800h ；

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一般來(lái)說(shuō)，MTBF這個(gè)指標(biāo)與產(chǎn)品的可靠性相關(guān)，MTBF越高越好，在壽命周期內(nèi)的故障和維修次數(shù)也就越低。

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1、對(duì)于高頻度故障零件的重點(diǎn)對(duì)策及延長(zhǎng)零件壽命的技術(shù)改良依據(jù)。

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2、零件壽命周期的推定及*合適修理計(jì)劃的研究。

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3、有關(guān)點(diǎn)檢對(duì)象、項(xiàng)目的先定與點(diǎn)檢基準(zhǔn)的設(shè)定、改良。

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4、設(shè)定備品、備件基準(zhǔn)、機(jī)械、電氣零件的各項(xiàng)常備項(xiàng)目及基本庫(kù)存數(shù)量應(yīng)由MTBF的記錄分析來(lái)判斷，使其庫(kù)存達(dá)到*經(jīng)濟(jì)的狀況。

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MTBF/MTTR/MTTF區(qū)別

與MTTF(平均故障前時(shí)間)不同，MTTF指的是產(chǎn)品發(fā)生故障前已經(jīng)使用的時(shí)間，不包含維修時(shí)間，而MTBF則包含了維修時(shí)間。而MTTR包含了獲得配件的時(shí)間，維修團(tuán)隊(duì)的響應(yīng)時(shí)間，記錄所有任務(wù)的時(shí)間，還有將設(shè)備重新投入使用的時(shí)間。

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壽命估算模型

常溫下的故障及壽命的統(tǒng)計(jì)耗時(shí)耗力。為方便估算產(chǎn)品壽命，通常會(huì)進(jìn)行批次性產(chǎn)品抽樣，作加速壽命實(shí)驗(yàn)。不同種類的產(chǎn)品，MTBF的計(jì)算方式也不盡相同，常用的加速模式有以下幾種：

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阿氏模型(Arrhenius Model):如果溫度是產(chǎn)品*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(gòu)成,因此，阿氏模型，廣泛用于電子與通訊行業(yè)。

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愛(ài)玲模型(Eyring Model):如果引進(jìn)溫度以外的應(yīng)力，如濕度，電壓，機(jī)械應(yīng)力等，則為愛(ài)玲模型。產(chǎn)品包括電燈，液晶顯示元件，電容器等應(yīng)用此模式。

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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(fù)合模式(Combination?Model):適用于同時(shí)考慮溫度與電壓作為環(huán)境應(yīng)力的電子材料如電容。

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MTBF測(cè)試方法

MTBF實(shí)驗(yàn)方式主要有三種：

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◆全壽命試驗(yàn)

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全壽命試驗(yàn)要求所有樣品都在試驗(yàn)中*終都失效，只需要采用簡(jiǎn)單的算術(shù)平均值就可以計(jì)算出MTBF。

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◆序貫截尾試驗(yàn)

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針對(duì)試驗(yàn)對(duì)象的特點(diǎn)，在一批數(shù)量為N的產(chǎn)品中，任意抽取數(shù)量為n的樣品，觀察發(fā)生r個(gè)故障出現(xiàn)時(shí)的時(shí)間，并計(jì)算總的測(cè)試時(shí)間。發(fā)生一次故障，就進(jìn)行一次判決。

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◆定數(shù)、定時(shí)截尾試驗(yàn)。

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定時(shí)截尾試驗(yàn)指試驗(yàn)到規(guī)定的時(shí)間終止。

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定數(shù)截尾試驗(yàn)指試驗(yàn)到出現(xiàn)規(guī)定的故障數(shù)或失效數(shù)時(shí)而終止。