一、MTBF的含義

MTBF英文全稱是“mean time between failures”，中文翻譯為平均故障間隔時(shí)間，是產(chǎn)品的一個(gè)可靠性測試指標(biāo)。MTBF衡量硬件產(chǎn)品或者組件的可靠性的度量度量指標(biāo)。對于大多數(shù)產(chǎn)品，尤其是電子產(chǎn)品平均故障間隔時(shí)間以千甚至數(shù)萬小時(shí)表示，MTBF越長表示可靠性越高，保持正確工作能力越強(qiáng)，單位為“小時(shí)”。通常也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。它僅適用于可維修產(chǎn)品（不可維修產(chǎn)品我們用MTTF定義）。當(dāng)產(chǎn)品的壽命服從指數(shù)分布時(shí)，失效率的倒數(shù)表示兩個(gè)失效之間的時(shí)間間隔。λ=1/MTBF。

如：某產(chǎn)品SSD MTBF值標(biāo)稱為150萬小時(shí)，保修5年；150萬小時(shí)約為171年，并不是說該產(chǎn)品SSD每塊盤均能工作171年不出故障。由MTBF=1/λ可知λ=1/MTBF=1/171年，即該固態(tài)硬盤的平均年故障率約為0.6%，一年內(nèi)，平均1000塊固態(tài)硬盤可能有6塊會(huì)出故障。

因此：MTBF是指可修復(fù)產(chǎn)品使用可靠性的數(shù)值要求，主要的計(jì)算方法是在規(guī)定的條件下和規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，產(chǎn)品的壽命單位總數(shù)和故障總次數(shù)之比。是產(chǎn)品設(shè)計(jì)師在產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程中參考的重要依據(jù)，目的是計(jì)算平均故障間隔來找出產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的薄弱地方。

二、MTBF的驗(yàn)證：

引用標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)：GB/T 5080.7-1986《設(shè)備可靠性試驗(yàn) 恒定失效率假設(shè)下的失效率與平均無故 障時(shí)間的驗(yàn)證試驗(yàn)方案》

試驗(yàn)方案：截尾序貫試驗(yàn)方案4:9

現(xiàn)采用序貫試驗(yàn)方案4:9，舉例說明

1.可靠性指標(biāo)：MTBF值的M0≥50000h

2.試驗(yàn)方案：按GB/T 5080.7-1986中序貫試驗(yàn)方案4:9進(jìn)行

? ? ? ? ?α=30%? ? ? ?β=30%? ? ? ? Dm=2

相關(guān)失效數(shù)? ? ? 總試驗(yàn)時(shí)間（h）

0? ? ? ? ? ? ? ? ??? ?T=0.86m0

1? ? ? ? ? ? ? ? ??? ?T=1.55m0

2? ? ? ? ? ? ? ? ??? ?T=2.25m0

3? ? ? ? ? ? ? ? ??? ?拒收

3.試驗(yàn)條件

(1)電應(yīng)力：受試樣品在額定電壓下工作或可在額定電壓下進(jìn)行通斷電測試；

(2)溫度應(yīng)力：受試樣品在室溫下；

(3)電應(yīng)力與溫度應(yīng)力應(yīng)同時(shí)進(jìn)行；

(4)樣品數(shù)據(jù)，至少5PCS以上（特殊情況下，樣本數(shù)可以是1PC)。

4.試驗(yàn)判決

當(dāng)失效次數(shù)r為0時(shí)，每臺(tái)試驗(yàn)時(shí)間：T=T總/n=50000*0.86/50=860h；

當(dāng)失效次數(shù)r為1時(shí)，每臺(tái)試驗(yàn)時(shí)間：T=T總/n=50000*1.55/50=1550h；

當(dāng)失效次數(shù)r為2時(shí)，每臺(tái)試驗(yàn)時(shí)間：T=T總/n=50000*2.25/50=2250h；??

當(dāng)失效次數(shù)或?yàn)?，為1，為2時(shí)，只要樣品測試中功能正常，即通過MTBF為50000小時(shí)的測試，該批樣品可接受；

當(dāng)失效次數(shù)為3時(shí)，該批樣品拒收。

備注：該試驗(yàn)方案 ，能真實(shí)反應(yīng)產(chǎn)品的MTBF值，但由于不允許加速， 一般要求測試樣品數(shù)較多，驗(yàn)證時(shí)間較長。

三、MTBF的測定(加速試驗(yàn)方案）

1、加速試驗(yàn)方案

引用標(biāo)準(zhǔn)GB T 34986-2017 產(chǎn)品加速試驗(yàn)方法

在加速試驗(yàn)方案中，允許對溫度應(yīng)力、濕度應(yīng)力、機(jī)械應(yīng)力、電應(yīng)力等因子進(jìn)行加速。本例中，對溫濕度進(jìn)行加速。加速因子模型如下：? ??

式中，T*為總累計(jì)試驗(yàn)時(shí)間 ，N為樣品數(shù)，AF為加速因子，TAF為溫度加速因子，HAF為濕度加速因子;

Ea為激活能（eV）,電子產(chǎn)品一般取0.6eV，k為玻爾茲曼常數(shù)且k=8.6×10-5eV/K;

T為絕對溫度、RH為相對濕度（單位％），一般情況下n取為2;??

備注：加速試驗(yàn)方案能大大縮小測試時(shí)間，但由加速測試推算出的MTBF可能和產(chǎn)品的MTBF真值之間存在一定的差距。

?2、抽樣統(tǒng)計(jì)方案

引用標(biāo)準(zhǔn)GB/T 5080.4-1985 設(shè)備可靠性試驗(yàn)? 可靠性測定試驗(yàn)的點(diǎn)估計(jì)和區(qū)間估計(jì)方法

（指數(shù)分布）

在本例中，置信度取90%

MTBF=m=T*/GEM Factor,式中，T*總為累計(jì)試驗(yàn)時(shí)間，GEM Factor指數(shù)模型因子（General exponential model Factor）

當(dāng)失效數(shù)r為0時(shí)，僅能確定單邊置信下限；

當(dāng)失效數(shù)不為0時(shí)，雙邊置信區(qū)間為：? ??

式中，卡方分布，請查閱卡方分布表。