MTBF，即平均故障間隔時間，英文全稱是“Mean Time Between Failure”。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(xiàn)產品在規(guī)定時間內保持功能的一種能力。具體來說，是指相鄰兩次故障之間的平均工作時間，也稱為平均故障間隔。產品故障少的就是可靠性高，產品的故障總數(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品。同時也規(guī)定產品在總的使用階段累計工作時間與故障次數(shù)的比值為MTBF。

壽命試驗（MTBF）是研究產品壽命特征的方法，這種方法可在實驗室模擬各種使用條件來進行。壽命試驗是可靠性試驗中最重要最基本的項目之一，它是將產品放在特定的試驗條件下考察其失效（損壞）隨時間變化規(guī)律。產品進入到維護管理階段后，MTBF(平均故障間隔時間)是最關鍵的一個性能指標之一。

1、客戶提交產品信息給工程師做方案評估

2、客戶寄樣測試

3、實驗室出具MTBF檢測報告

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T1與T2分別是兩次故障之間所間隔的時間，假設產品只有這兩次故障的話，那么MTBF=(T1+T2)/2。

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

當產品的壽命服從指數(shù)分布時，其故障率的倒數(shù)就叫做平均故障間隔時間，簡稱MTBF。即：MTBF=1/λ 。

標準故障率的曲線可以用眾所周知的“浴盆曲線”來描述。所有元件和系統(tǒng)的曲線形狀都近似相同-只是時間軸方向上的延伸率不同。它可以分 為三個區(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）。

以序貫截尾試驗方法為例，介紹MTBF的一種計算方式：

M0 =規(guī)定可接受的平均無故障時間；

α =生產方風險；

β =使用方風險；

Dm =平均無故障時間的鑒別比

當生產方風險α是當實際的 m=m0時，設備被拒收的概率

使用方風險β是實際的 m=m1時，設備被接受的概率。這里m1是不可接受的平均無故障時間。

平均無故障時間的鑒別比在整理的定義是：Dm= m0/m1

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

β =α=10% , Dm= m0/m1 =3 ,r=5

當故障數(shù)r為1和5時的接收時間分別為：

TA≥t （標準化判決時間）ⅹMTBF(θ1)=514ⅹ2000=10800h 

TA≥t （標準化判決時間）ⅹMTBF(θ1 )=10135ⅹ2000=20700h

如表，r=5時，合格判決時間TA=20700h ；r=1時，合格判決時間TA=10800h ；

一般來說，MTBF這個指標與產品的可靠性相關，MTBF越高越好，在壽命周期內的故障和維修次數(shù)也就越低。

1、對于高頻度故障零件的重點對策及延長零件壽命的技術改良依據(jù)。

2、零件壽命周期的推定及最合適修理計劃的研究。

3、有關點檢對象、項目的先定與點檢基準的設定、改良。

4、設定備品、備件基準、機械、電氣零件的各項常備項目及基本庫存數(shù)量應由MTBF的記錄分析來判斷，使其庫存達到最經(jīng)濟的狀況。

與MTTF(平均故障前時間)不同，MTTF指的是產品發(fā)生故障前已經(jīng)使用的時間，不包含維修時間，而MTBF則包含了維修時間。而MTTR包含了獲得配件的時間，維修團隊的響應時間，記錄所有任務的時間，還有將設備重新投入使用的時間。

常溫下的故障及壽命的統(tǒng)計耗時耗力。為方便估算產品壽命，通常會進行批次性產品抽樣，作加速壽命實驗。不同種類的產品，MTBF的計算方式也不盡相同，常用的加速模式有以下幾種：

阿氏模型(Arrhenius Model):如果溫度是產品唯一的加速因素，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成,因此，阿氏模型，廣泛用于電子與通訊行業(yè)。

愛玲模型(Eyring Model):如果引進溫度以外的應力，如濕度，電壓，機械應力等，則為愛玲模型。產品包括電燈，液晶顯示元件，電容器等應用此模式。

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

MTBF實驗方式主要有三種：

◆全壽命試驗

全壽命試驗要求所有樣品都在試驗中最終都失效，只需要采用簡單的算術平均值就可以計算出MTBF。

◆序貫截尾試驗

針對試驗對象的特點，在一批數(shù)量為N的產品中，任意抽取數(shù)量為n的樣品，觀察發(fā)生r個故障出現(xiàn)時的時間，并計算總的測試時間。發(fā)生一次故障，就進行一次判決。

◆定數(shù)、定時截尾試驗。

定時截尾試驗指試驗到規(guī)定的時間終止。

定數(shù)截尾試驗指試驗到出現(xiàn)規(guī)定的故障數(shù)或失效數(shù)時而終止。

（1）加速壽命試驗 (Accelerated Life Testing)；

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

（3）常規(guī)試驗耗時較長,且需投入大量的金錢,而產品可靠性資訊又不能及時獲得并加以改善；

（4）可在實驗室時以加速壽命試驗的方法,在可接受的試驗時間里評估產品的使用壽命；

（5）是在物理與時間基礎上,加速產品的劣化肇因,以較短的時間試驗來推定產品在正常使用狀態(tài)的壽命或失效率.但基本條件是不能破壞原有設計特性；

（6）一般情況下, 加速壽命試驗考慮的三個要素是環(huán)境應力,試驗樣本數(shù)和試驗時間；

（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)范或相關標準查得,也可自行試驗分析,獲得其數(shù)學經(jīng)驗公式；

（8）如果溫度是產品唯一的加速因素,則可采用阿氏模型(Arrhenius Model),此模式最為常用；

（9）引進溫度以外的應力,如濕度,電壓,機械應力等,則為愛玲模型(Eyring Model),此種模式適用的產品包括電燈,液晶顯示元件,電容器等；

（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；

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

GB5080.7-86《設備可靠性試驗平均無故障時間驗證試驗方案》

GJB899A-2009《可靠性鑒定與驗收試驗》

GJB367A-2001《軍用通信設備通用規(guī)范》

GB/T 37963-2019  電子設備可靠性預計模型及數(shù)據(jù)手冊

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