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MTBF理论基础(附公式参数)

时间:2019-12-22 00:05来源:皇朝游戏

MTBF理论基础

对于常见的电子仪器,里面包括电子、软件、机械结构三部分,这三部分的可靠度分布各有各的特点,在参考文献中,最常见的假设条件是“假设系统可靠度符合指数分布,失效率是一个常数”,然后得出
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事实上,常规的嵌入式系统并不是完全符合指数分布的,对于一块电路板或整机,其失效率并不是一个常数。只有当电子元器件的失效率分布在其生命周期内时才符合这个条件,电子元器件的失效率一时间曲线(浴盆曲线)如图2-35所示。
在图2-35浴盆曲线中,分为三个阶段,早期失效期、偶发失效期(也称随机失效期)和老化失效期。
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图2-35
由于早期失效期的存在,电路板刚刚焊好,如果不经过任何老化过程,直接投放用户现场使用,极可能会出现用户初期使用时各类故障问题的集中爆发,这就是早期失效期的规律。在此曲线理论指导下生产皇朝游戏在电子产品出厂前,都会经过一道工序—高温老化,通过高温老化,将早期失效期在制造车间内部完成。这样,产品到客户处的时候,直接就进入了偶发失效期,在偶发失效期里,随着时间的推移,失效率呈现为一个常数,可靠度计算公式见(2.21)。
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公式(2.21)中,λ(t)为不随时间变化的常数λ,从而得出
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而平均无故障工作时间(Mean Time Between Failure,MTBF)的皇朝游戏计算公式为
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将公式(2.22)代入公式(2.23),得出
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虽然,公式(2.24)的计算结果仅对电子元器件适用,但在实际的电子电路可靠性预计中,一般将装配印刷电路板(Printed Circuit Board Assembly,PCBA)的可靠度也近似假设为服从指数分布,从而可以按照公式(2.24)的计算方法进行系统MTBF值的估算。
例:一款可用于伺服器的WD Caviar RE2 7200 RPM 硬碟,MTBF高达 120万小时,保修期5年。
120万小时≈137年
这并不是说该种硬碟每个均能工作137年不出故障。
由公式(2.24),假设硬碟可靠度成指数分布,失效率λ是一个常数,则
λ=1 / MTBF = 1 / 137年=0.7%
即该硬碟的平均年故障率约为0.7%,一年内,平均1000个硬碟有7只会出故障。
例:某两款空调产品,A款产品办公用,售出6000台,每皇朝游戏作10小时,工作一个月后,有6台失效,此款产品的MTBF是多少?
B款产品家用,售出2000台,每皇朝游戏作24小时,工作一个月后,有1台失效,此款产品的MTBF是多少?
此二款产品哪一个型号更可靠?
答:A款产品6000台×10小时×30天=1800000台时,一个月内坏了6台,所以:
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B款产品:2000台×24小时×30天=1440000台时,一个月内坏了1台,所以
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由以上二者MTBF值的比较,得出B款的可靠性较高。
在实际运算中,元器件失效率较低的情况下,为了计算简便,通常用Fit作为计量单位,1Fit=10-9 (1/h)。
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