可靠性强化试验与MTBF的关系
电子产品的可靠性与故障分析
电子产品的可靠性与故障分析近年来，电子产品在我们的日常生活中扮演着越来越重要的角色。
从智能手机到电视机，我们几乎无时无刻不与各种电子产品相伴。
然而，随着电子产品的不断普及和多样化，人们开始越来越关注它们的可靠性和故障分析问题。
本文将深入探讨电子产品的可靠性与故障分析，以帮助读者更好地理解这一话题。
一、电子产品的可靠性电子产品的可靠性是指其在特定时间和条件下正常工作的能力。
可靠性是衡量一个产品性能的重要指标，对于电子产品来说尤为关键。
在电子产品领域，可靠性通常通过故障率、平均无故障时间（MTTF）和平均故障间隔时间（MTBF）来衡量。
1. 故障率故障率是指在单位时间内产品出现故障的概率。
通常以每百万小时为单位进行统计。
较低的故障率代表着较高的可靠性。
2. MTTF平均无故障时间（MTTF）是指产品平均正常工作的时间，以小时为单位。
MTTF越长，代表产品的可靠性越高。
3. MTBF平均故障间隔时间（MTBF）是指产品在发生故障后到下一次故障之间的平均时间间隔。
与MTTF类似，MTBF越长，说明产品的可靠性越高。
二、电子产品故障分析尽管电子产品的可靠性在不断提高，但故障仍然难以避免。
故障分析是为了找到故障原因并采取相应措施来修复故障的过程。
下面是电子产品故障分析的几个常见方法：1. 统计学分析统计学是一种常见的故障分析方法。
通过收集大量的产品故障数据并进行统计学分析，可以找出一些常见的故障规律和特点。
这有助于制造商更好地改进产品设计并提高可靠性。
2. 故障树分析故障树分析是一种通过将故障事件分解为一系列基本故障事件，并分析它们之间的逻辑关系来进行故障分析的方法。
通过构建故障树模型，我们可以找到导致故障的根本原因，并采取相应的修复措施。
3. 人工智能算法近年来，人工智能算法在故障分析领域的应用得到了越来越多的关注。
通过使用机器学习和深度学习等技术，可以对大量的故障数据进行自动分析和判断，并提供修复建议。
MTBF,MTTR,MTTF三个可靠性指标的区别
MTBF,MTTR,MTTF三个可靠性指标的区别MTBF（MeanTimeBetweenFailures，平均故障间隔时间)定义为，失效或维护中所需要的平均时间，包括故障时间以及检测和维护设备的时间。
对于一个简单的可维护的元件，MTBF=MTTF+MTTR。
因为MTTR通常远小于MTTF，所以MTBF近似等于MTTF，通常由MTTF替代。
MTBF用于可维护性和不可维护的系统。
MTTF（MeanTimetoFailure，平均失效前时间)，定义为随机变量、出错时间等的"期望值"。
但是，MTTF经常被错误地理解为，"能保证的最短的生命周期"。
MTTF的长短，通常与使用周期中的产品有关，其中不包括老化失效。
MTTR（MeanTimetoRestoration，平均恢复前时间），源自于IEC61508中的平均维护时间（MeanTimetoRepair），目的是为了清楚界定术语中的时间的概念，MTTR是随机变量恢复时间的期望值。
它包括确认失效发生所必需的时间，以及维护所需要的时间。
MTTR也必须包含获得配件的时间，维修团队的响应时间，记录所有任务的时间，还有将设备重新投入使用的时间。
MTTR也必须包含获得配件的时间，维修团队的响应时间，记录所有任务的时间，还有将设备重新投入使用的时间。
是一个缩写的平均时间恢复或平均修复时间代表的平均时间将有缺陷的部件或系统恢复工作秩序。
它是衡量一个系统的可维护性和可预测的平均所需的时间让系统工作的情况下再次出现系统故障。
MTTR可以从几个毫秒，如不间断电源（UPS）的许多数小时甚至数天的情况下的应用软件或复杂的机制。
所需要的时间来恢复系统恢复正常，包括期间的诊断中的问题以及其整改。
当失败率是可预见的和有据可查的MTTR可以大大减少。
另一方面，如果系统没有意外，所需要的时间来诊断问题本身可能是相当高的首要原因。
有时不适当的诊断会导致错误的修理，可以使问题复杂化，延长恢复期。
可靠性定义
一、可靠性定义产品的可靠性是指：产品在规定的条件下、在规定的时间内完成规定的功能的能力。
从定义本身来说，它是产品的一种能力，这是一个很抽象的概念；我们可以用个例子（100个学生即将参加考试）来理解这个定义，可靠性就是指：100个学生的考分的平均是多少？对这个平均分的准确性有多大把握？分数越高、把握越大，可靠性就越高。
我国的可靠性工作起步较晚，20世纪70年代才开始在电子工业和航空工业中初步形成可靠性研究体系，并将其应用于军工产品。
其他行业可靠性工作起步更晚，差距更大，与先进国家差距20～30年，虽然国家已制订可靠性标准，但尚未引起所有企业的足够重视。
对产品而言，可靠性越高就越好。
可靠性高的产品，可以长时间正常工作（这正是所有消费者需要得到的）；从专业术语上来说，就是产品的可靠性越高，产品可以无故障工作的时间就越长。
二、可靠性的重要性调查结果显示（如某公司市场部2001年调查记录）：“对可靠性的重视度，与地区的经济发达程度成正比”。
例如，英国电讯（BT）关于可靠性管理/指标要求有产品寿命、MTBF 报告、可靠性框图、失效树分析（FTA）、可靠性测试计划和测试报告等；泰国只有MTBF 和MTTF的要求；而厄瓜多尔则未提到，只是提出环境适应性和安全性的要求。
产品的可靠性很重要，它不仅影响生产公司的前途，而且影响到使用者的安全（前苏联的“联盟11号”宇宙飞船返回时，因压力阀门提前打开而造成三名宇航员全部死亡）。
可靠性好的产品，不但可以减少公司的维修费用，而且可以很快就打出品牌，大幅度提升公司形象，增加公司收入。
随着市场经济的发展，竞争日趋激烈，人们不仅要求产品物美价廉，而且十分重视产品的可靠性和安全性。
日本的汽车、家用电器等产品，虽然在性能、价格方面与我国彼此相仿，却能占领美国以及国际市场。
主要的原因就是日本的产品可靠性胜过我国一筹。
美国的康明斯、卡勃彼特柴油机，大修期为12000小时，而我国柴油机不过1000小时，有的甚至几十小时、几百小时就出现故障。
MTBF是什么和MTBF计算的方法（转载）
MTBF是什么和MTBF计算的方法（转载）MTBF是什么和MTBF计算的方法MTBF指标和计算方法1）一般常用单位计算在单位时间内（一般以年为单位），产品的故障总数与运行的产品总量之比叫“故障率”（Failure rate），常用λ表示。
例如网上运行了100 台某设备，一年之内出了2次故障，则该设备的故障率为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例如某型号YY产品的MTBF时间高达16万小时。
16万小时约为18年，并不是说YY产品每台均能工作18年不出故障。
由MTBF=1/λ可知λ=1/MTBF=1/18年（假如YY产品的寿命服从指数分布），即YY产品平均年故障率约为5.5%，一年内，平均1000台设备有55台会出故障。
整机可靠性指标用平均故障间隔时间表示：MTBF=（T1+T2+…Tn）/ rn式中：MTBF——整机的平均故障间隔时间，h；Ti——第i台被试整机的累计工作时间，h；rn——被试整机在试验期间内出现的故障总数。
2）通信上通过单个模块计算总值MTBF－平均无故障时间，是指两次故障之间所经历的时间，是一种统计平均值，MTBF值的确定，通常采用两种方式:1) 理论统计法：根据器件、组件及约束条件的实际情况，累计平均得到的。
2) 经验统计法：根据工厂或实验室破坏性记录，累计平均得到的数据。
1+0单机系统MTBF统计值根据1+0单机系统的组成框图，总的MTBF统计值由以下公式给出：1/MTBF总=1/MTBF发高频 +1/MTBF收高频 +1/MTBF调制+1/MTBF基带 +1/MTBF电源3）通信网络中串并联部件所导致的MTBF不同λ=1/MTBF (h)如果两个部件串联工作，其中一个发生失效，整个功能就失效了，串联结构的：λ总=λ1+λ2或MTBF总=1/（λ1+λ2）对于并联或冗余的结构，虽然一个部件失效，但仍然维持功能的完整性(100%)；1/λ总=（1/λ1）+（1/λ2）+（1/（λ1+λ2））或 MTBF总=（λ21 + λ1λ2 +λ22）/（λ21λ2 +λ1λ22）4）一般产品的MTBF计算平均失效（故障）前时间(MTTF)设N0个不可修复的产品在同样条件下进行试验，测得其全部失效时间为T1,T2,……TN0。
电源产品可靠度MTBF原理
2.根据spec MTBF计算可靠性验证时数和取样数(EA值参考14页)
3.当样品不足导致测试时间过长时采用分批验证:
(1)经推算TG-3008其1个单位的样品寿命测试时数如下:
(2)因为样机不能在一个批次同时取到,每次只能取部分样品, 所以,必须采用分批实验的方法进行,分批实验的方法如 下:
2.2 加速因子 加速因子即为产品在使用条件下的寿命(Luse)和高测试应
力条件下(Laccelerated)的寿命的比值.
如果产品寿命适用于阿氏模型,则其加速因子为:
AF=e
[Ea/K× (1/Ts-1/Tu)]
Ts:室温+常数273 Tu:高温+常数273
K: :Boltzmann常数,等于8.623*10-5 eV/0K.
此指数一般取常数,其取值标准为按照Confidence Level进 行取值,常用的值为80%信心水平取3.22;而90%信心水平 时取2.3026.(华亿现行标准均采用80%信心水平) 3. DC: Duty cycle占空比
即在机台进行开关运行过程中,运行时间占总时间的百
分比.(如45min ON/15min OFF则其DC值即为:
可靠性属于质量的范畴,是产品质量的时间函数,从基本 概念上讲,可靠性指标与质量的性能指标所强调的内容是 不同的,可靠性的基本概念与时间有关,这些基本概念的 具体化,就是产品故障或寿命特征的数学模型化,只有通 过可靠性试验才能确定产品故障或寿命特征符合哪一种 数学分布,才可以决定产品的可靠性指标,进而推算产品 的可靠程度,在可靠性工程中,最常见的寿命分布函数有 指数分布,威布尔分布,对数正态分布和正态分布.
2. 阿氏模型的加速因子 2.1 阿氏模型起源于瑞典物理化学家Svandte Arrhenius 1887 年提出的阿氏反应方程式.
可靠性试验介绍解读
Kichler China 2/26/2013
可靠性
概念：元件、产品、系统在一定时间内、在一定条 件下无故障地执行指定功能的能力或可能性。 评估方式：产品在规定条件下、规定时间内，完成 规定功能的概率（能力）
可靠性
MTBF（Mean Time Between Failure) 指发生第一次失效，但是维修后可以继续使用到再 次失效的工作时间。
环境应力与失效的关系
2 湿度对产品的影响 高温高湿条件作用试验样品上，可以构成水气吸附、吸收和扩散等作 用。许多材料在吸湿后膨胀、性能变坏、引起物质强度降低及其他主要 机械性能的下降，吸附了水气的绝缘材料不但会引起电性能下降，在一 定条件下还会引发各种不同的失效，是影响电子产品最主要的失效环境。 湿度对产品的影响：腐蚀、离子迁移、扩散、水解、爆裂、霉菌
MTTF（Mean Time To Failure) 指发生失效到不可以维修的使用的工作时间
影响产品可靠性的因素及其比率分配
设计技术 40%
内在可靠性 产品可靠性
零部件、原材料 30% 制造技术 10% 使用、操作
使用可靠性
维修等
20%
产品可靠性是设计、制造、管理出来的
可靠性试验目的
为了评价分析电子产品可靠性而进行的试验称为可靠性试验。试验目的通常有如下 几方面 ：
：寿命
β：常数 V：电压
加速寿命实验
4.3.5 温差加速 半导体包括各种各样的材料的组合，并且这些材料的热膨胀系数也广泛的 变化。每次器件经历温差因每种材料的热胀系数之间的差异导致损坏 （内部力量） 累积 （或突然崩溃），导致最终失效。根据温度区别的加 速测试被用于知道寿命。 应用对试验器件是有效的比那些通常遇到更大的温度差的温度循环加速测 试评价由温度差异所引起的损坏。 当暴露于高低温，温度循环试验用于评估器件抵抗的测试，和抗暴露于在 两个极限温度的温度变化的能力。这些测试允许确认半导体产品抗市场上 温度的应力。(例如,经历白天到夜间汽车内遗留的设备所经历的温度变化， 电源开启或关闭器件从高温到自身温度的冷却。). 有关温差的寿命由Coffin-Manson模式定义，, 且表示如下：
产品寿命可靠性测试方法MTBF计算公式
产品寿命可靠性测试方法概念：• 平均失效时间: MTBF (Mean Time between Failures)，就是失效率的倒数，试验求得的 MTBF 设为θ，是相当于产品总运作时间除以总失效的次数。
• 平均失效时间的最低接收值(θ1) : Minimum Acceptable Mean Time Between Failures,是根据能 够容忍错误接收产品的特定风险而决定出。
• 规定的平均失效时间(θ0): Specified Mean Time Between Failure, 是一种在规格书上所订定 的MTBF 值此值是用平均失效时间的最低接收值θ1乘上判别比率(Discrimination Ratio) θ0/θ1而得。
它是用来限制生产者的冒险率(α)。
• 判别比率(θ0/θ1): Discrimination Ratio, 是规定的平均失效时间与平均失效时间的最低接收 值之比，也即是在可靠性试验下，可视为合格之最坏的可靠性特性值的界限值与尽可能视为不合格之可靠性的特性值的界限值之比。
• 风险(Decision Risks):(1) 消费者的风险(Consumer ’s Decision Risk: β): 消费者接收较差的MTBF(θ1)的机率称之 为消费者的风险。
(2) 生产者的风险(Producer ’s Decision Risk: α): 拒绝接收产品的真实MTBF 为θ0之机率称 之为生产者的风险 ．中国可靠性网：ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｋｅｋａｏｘｉｎｇ．ｃｏｍ。
1. 寿命可靠性验证试验(Demonstration Test)该试验适用于DMT/PMT 验证时期的产品可靠性测试，建议采用一次抽样可靠性试验(Sequential Reliability Testing)。
一次抽样可靠性测试设计及评估方法：• 首先确认产品Spec.规定的MTBF 值及信赖度水平(1- α)• 依照下列公式与测试计划给予的时间要求确定测试样品的数量及测试时间MTBF Calculation Formula)22,(22+×=R TMTBF αχT = Total Power On Time, R = Total Failure number; 9.011−=−=confidence αReference Table:Confidence LevelFailure Q ’ty90% 10%)22,(2+R αχ )22,(2+R αχ0 4.6 0.21 1 7.78 1.07 2 10.6 2.21 3 13.4 3.49 4 16 4.87•试验接收/拒收曲线：118910764 5321R(失效数 1 2 3 6 0 T.R=T/MTBF (试验比率)2. 寿命可靠性接收试验(Production Acceptance Tests)只有当产品通过寿命可靠性验证试验后，才能做接收测试。
汽车可靠性强化试验的探讨及失效分析
试验与研究汽车可靠性强化试验的探讨及失效分析北汽福田车辆股份有限公司技术研究院 丁祖学1 前言汽车强化试验是考核汽车产品可靠性的基本试验方法,是汽车在比正常使用环境苛刻的条件下进行的寿命试验。
其中强化的通常含义是指采用增加工作应力的方法加速汽车零部件的失效,从而缩短试验时间。
此后还须根据加速寿命模型和强化试验的结果来推算正常使用条件下汽车的使用寿命,即确立强化系数。
大量实践证明,强化试验对于那些以零部件的疲劳破坏为主要失效形式的汽车寿命分析预测是合适的、科学的。
所谓的汽车可靠性是指汽车系统(人—机)、总成或零部件的功能在一定时间内,在特定使用条件下的稳定程度。
它是系统、总成或零部件的时间质量的抽象化。
简而言之,汽车的可靠性直接反映汽车的质量,而通过对可靠性强化试验所产生的失效进行分析则是提高产品质量最有效的手段之一。
2 可靠性指标与失效率曲线图1 F (t )、R (t )和Κ(t )之间的关系 从可靠性的定义可知,汽车可靠性是汽车系统、总成、零部件时间质量的抽象化。
衡量可靠性的指标也可分为时间指标和概率指标。
衡量汽车可靠性的常用指标有:(1)时间指标:故障间隔时间M TB F (M ean T i m e B etw een Failu re );失效前的平均时间M T T F (M ean T i m e To Failu re );故障平均持续时间M T TR (M ean T i m e To R ep air );(2)概率指标:可靠度R (t );不可靠度F (t );维修度Λ(t );有效度v (t );失效率密度函数f (t );失效率Κ(t )。
上述汽车可靠性指标之间是有着相互联系的,其中R (t )、F (t )、Κ(t )之间的关系如图1所示。
图2 失效率与使用时间曲线图 上述汽车概率可靠性指标中失效率Κ(t )是最常用的指标之一。
汽车的失效率是“系统、总成或零部件到t 时间为止,尚未发生过失效的条件下,在下一单位时间内发生失效的条件概率。
MTBF可靠性的理论与实践
MTBF可靠性的理论与实践培训【课程背景】：21世纪是质量的世纪，在新的经济发展模式下，任何一家公司要生存下去，就必须面对全球领域的先进竞争对手。
因为缺乏系统的可靠性工作，所以利润被维护费用所蚕食；甚至不明白为什么经过性能检验合格的产品其翻修率依然很高？为什么竞争对手热衷于制定标准？用户为什么要强调MTBF指标？如何向用户提供MTBF指标？在电子工业界，MTBF是当前产品重要的可靠性指标，它标识了产品的平均无故障工作时间。
但是，这个术语经常被错误地解释和误用。
面对当前各种各样的M TBF的解释如何去分辨真伪？ MTBF对于产品的和企业以及用户的真正意义是什么？如何向用户证明或提供产品的MTBF?如何预计产品的MTBF?如何测量产品的MTBF?以及如何提升产品的MTBF呢？这些问题是任何产品制造企业所关心的，也是最迷惑的。
【主办单位】中国电子标准协会培训中心【协办单位】深圳市威硕企业管理咨询有限公司本课程从可靠性工程角度出发分析了如何理解产品MTBF的概念，分析了MTBF 与可靠度、失效率、Downtime 的关系，讲述了客户要求的可靠性指标与MTBF 的转换方法， MTBF的计算方法、MTBF的预计方法、MTBF的分配、MTBF的测量、MTBF的设计提升，最后通过MTBF工程的策划流程给出了完整的MTBF工程实例。
参加培训，你将得到以下丰富的收获：1、正确认识MTBF的概念和应用范围2、学会MTBF的建模和计算3、学会MTBF的预计方法４、学会MTBF的测定试验方法５、了解MTBF的提升方法免费提供指数分布、威布尔分布的MTBF用点估计计算（图估法和MLE法）的EXCEL 模版。
------------------------------------------------------【授课大纲】一、 MTBF的概念1.1 可靠性的概念与理解可靠度、不可靠度、瞬时失效率、保证寿命、平均寿命1.2 MTBF的概念与理解1.2.1 MTBF与MTTF1.2.2 MTBF与MTTR1.3 MTBF与可靠度、失效率、Downtime 的关系1.3.1 MTBF与可靠度1.3.2 MTBF与有效度1.3.3 MTBF与挡机时间（Downtime）1.4 客户要求的可靠性指标与MTBF的转换方法1.4.1 MTBF的快速点估计实操练习1.4.2 客户要求的可靠性指标的分解案例1.5 MTBF理解的误区1.5.1 寿命与MTBF1.5.2 MTBF试验应力的正确施加。
MTBF可靠性的理论与实践
MTBF可靠性的理论与实践培训【课程背景】：21世纪是质量的世纪，在新的经济发展模式下，任何一家公司要生存下去，就必须面对全球领域的先进竞争对手。
因为缺乏系统的可靠性工作，所以利润被维护费用所蚕食；甚至不明白为什么经过性能检验合格的产品其翻修率依然很高？为什么竞争对手热衷于制定标准？用户为什么要强调MTBF指标？如何向用户提供MTBF指标？在电子工业界，MTBF是当前产品重要的可靠性指标，它标识了产品的平均无故障工作时间。
但是，这个术语经常被错误地解释和误用。
面对当前各种各样的M TBF的解释如何去分辨真伪？ MTBF对于产品的和企业以及用户的真正意义是什么？如何向用户证明或提供产品的MTBF?如何预计产品的MTBF?如何测量产品的MTBF?以及如何提升产品的MTBF呢？这些问题是任何产品制造企业所关心的，也是最迷惑的。
【主办单位】中国电子标准协会培训中心【协办单位】深圳市威硕企业管理咨询有限公司本课程从可靠性工程角度出发分析了如何理解产品MTBF的概念，分析了MTBF 与可靠度、失效率、Downtime 的关系，讲述了客户要求的可靠性指标与MTBF 的转换方法， MTBF的计算方法、MTBF的预计方法、MTBF的分配、MTBF的测量、MTBF的设计提升，最后通过MTBF工程的策划流程给出了完整的MTBF工程实例。
参加培训，你将得到以下丰富的收获：1、正确认识MTBF的概念和应用范围2、学会MTBF的建模和计算3、学会MTBF的预计方法４、学会MTBF的测定试验方法５、了解MTBF的提升方法免费提供指数分布、威布尔分布的MTBF用点估计计算（图估法和MLE法）的EXCEL 模版。
------------------------------------------------------【授课大纲】一、 MTBF的概念1.1 可靠性的概念与理解可靠度、不可靠度、瞬时失效率、保证寿命、平均寿命1.2 MTBF的概念与理解1.2.1 MTBF与MTTF1.2.2 MTBF与MTTR1.3 MTBF与可靠度、失效率、Downtime 的关系1.3.1 MTBF与可靠度1.3.2 MTBF与有效度1.3.3 MTBF与挡机时间（Downtime）1.4 客户要求的可靠性指标与MTBF的转换方法1.4.1 MTBF的快速点估计实操练习1.4.2 客户要求的可靠性指标的分解案例1.5 MTBF理解的误区1.5.1 寿命与MTBF1.5.2 MTBF试验应力的正确施加。
MTBF指标与产品可靠性
“MTBF” 指標與產品的可靠性1. “MTBF” 指標的概念在電源產品的標書中, 客戶對產品的可靠性要求是用“MBTF ”值來表達, 客戶有時還會需要提供產品可靠性的技術資料, 在此, 利用“週二談”, 向各位介紹有關 可靠性方面的知識.產品的可靠性是指產品在規定條件下和規定的時間內, 完成規定功能的能力. 產品可靠性是對某個產品系列的群體或某批產品而言, 不是對一個產品而言的. 所以, 對產品可靠性高或低的描述是採用統計概率的方法來達到, 可用R(t)表示, 當產品出故障, (即產品不可靠),用F(t)表示,則有公式; R(t) + F(t) = 1 這表明了產品只有二個狀態 ; “可靠的”或” 故障的”.因為眾多的電子元器件的可靠度基本符合指數分佈,所以有可靠度R(t)=e -λt , 其中λ是表示產品的故障率, 對電子產品可靠性按下列公式進行計算; ,λλθ10=⎰∞T-=t d e可以得到; 電子產品的可靠性等於產品故障率的倒數.從可靠性的角度來看, 電子產品的電路分為二種形式; 一種是只要有一個元件損壞, 電路就殤失功能, 則可靠性理論稱這種電路為”串聯電路”. 串聯電路的故障率就是電路中各個元器件的故障率的總和. 整流模組, 監控模組的電路都可以認為是串聯電路. 另一種是只要有一個元件未損壞, 電路就能保持功能, 則可靠性理論稱這種電路為”並聯電路”.. 通信電源系統的配置採取整流模組N+1方式並聯就是可靠性並聯電路的應用.一般電子產品是可修復的, 所以電子產品的可靠性用MTBF 值(即mean time between failure 平均故障間隔時間)來作為指標值的. MTBF = 1/λtotal, 這裏的λtotal 表示電子電路所有的元器件故障率的總和.MTBF 值可以是計算出來, 計算MTBF 稱為”可靠性預估計”. 預估計方法有多種, 常用的是元器件計數法, 元器件應力分析法二種. 目前, 客戶要索取的資料主要就是對整流模組電路進行”可靠性預估計”的計算檔資料.元器件計數法具體做法是; 找出電路中各類元器件中典型元件, 根據典型元件所處環境等因素求出該元器件的通用失效率, 再乘上元器件個數, 即為此元器件的失效率, 總和各種元器件的失效率, 倒數計算, 就可得到產品MTBF 值. 文章後附的MCS6000系統整流模組就是依據美國Bellcore 標準的元器件計數法計算出來.元器件應力分析法, 這是依據美國MIL —HDBK —217F 電子設備可靠性預計(國內對應標準GJB/Z 299B —98電子設備可靠性預計手冊) 標準所規定的方法與計算公式進行的. 具體做法是; 測量出每個元器件, 特別是主要功率元器件在各種狀況下的電壓應力, 電流應力, 或溫度應力, 並根據元器件的額定指標值, 算出應力係數, 再從標準中查出元器件的基本故障率λb, 再乘上環境,品質等係數, 得到各元器件的λ值, 將各λ值相加, 再做倒數計算, 就可得到產品MTBF 值.MTBF 值也可用試驗來驗證, 用多個樣品做加速試驗, 就是用高溫, 高壓, 產品開關狀態等方式來折算時間, 並根據試驗結果, 算出產品的MTBF 值. 具體試驗方法可見YD/T 282《通信設備可靠性通用試驗方法》標準, 這裏就不多介紹了.此外, 根據MTBF 的基本定義;. “平均故障間隔時間”, 可以採取對實際使用狀況進行統計的方式來估算出MTBF 值, 計算公式如下;MTBF = (產品在客戶處當年實際運行總時間 / 當年產品在客戶處出現的故障次數 ) 單位; 小時用統計方法計算, 必須是被統計的量要大, 統計出來的資料才有代表性, 否則就沒有意義. 所以此方法必須以年為計算時間段. 產品運行總計達百萬, 乃至千萬小時. 由於, 通信電源在客戶處使用往往是開通後就不關機. 所以, 產品在客戶處實際運行的時間還是可以計算出來的.2. “MTBF” 指標的計算上期“週二談”介紹了整流模塊的MTBF 值的估算, 本期介紹系統的MTBF 值的估算;由於整流模塊是採取n+1方式並聯運行 假設系統應配置n 個整流模塊, 才能達到額定輸出量,現已配置n+1個整流模塊, 則系統達到額定輸出量的MTBF total SMRs 值的估算公式爲;MTBF total SMRs =λλλλn T T T 1)2(1)1(11+⋅⋅⋅+-+-+ 其中T 爲模塊總數,n 爲系統正常工作必須的最少模塊數, (T-n)爲冗餘塊數,λ爲單個整流模塊失效率,然而, 整個電源系統的功能還包括監控功能, 通信功能, .保護告警功能等, 所以, 從整個系統功能角度來看, 系統的MTBF 值的估算還應包括監控模塊, 配電元器件的故障失效率, 有關監控模塊的MTBF 值也有些客戶會提出, 監控模塊的MTBF 值計算方法同整流模塊的方法一樣, 所不同的是監控模塊的工作電壓低, 電流小, 頻率高, 溫度低, 監控模塊的MTBF 值要比整流模塊高. 行業標準要求是; 監控模塊MTBF 值不小於20萬小時下麵, 附上中壢廠QE 部門對型號為;CU-08-02(MCS3000系統)的MTBF 估算報告, 此估算是依據美國BELLCORE 標準估算的. BELLCORE 標準是民用性質的可靠性標準, 具體估算比美國軍標MIL —HDBK —217F 寬鬆的多.由於n+1 方式是行業規定, 所以, 客戶對MTBF total SMRs 數據興趣不大, 客戶在標書中所要索取的MTBF值與資料, 一般我們提供相應系列整流模塊的MTBF值和匯總計算表就可以了. 監控模塊的MTBF值和計算表可不必提供. 除非客戶指明需要. 至於整個電源系統的MTBF system值, 從理論上講,MTBF system 只是系統λsystem的倒數, 而λsystem是λtotal SMRs, λCSU, λdistribution的和. 即並聯整流模塊, 監控模塊, 配電元器件的失效率的相加. 但沒有任何行業標準支特這個系統的MTBF system值, 所以, 目前, 僅僅停留在概念上而已.REPORTMODEL :505600: APPROVED BY; Steve HsuDATE : 2002/2/14 CHECKED BY : TC.TzouREFERENCE DOCUMENT : TESTED BY : SANDY.TAOBELLCORE Method I, Case 3 Reliability PredictionTECHNICAL REFERENCE : TR-NWT-000332 (Issued 5, December 1995) TEST CONDITION :INPUT VOLTAGE : 54.3VdcTEMPERATURE : 25 ℃LOAD CONDITION : 0.5AITEM 1 : MICROELECTRONIC DEVICESmλSS = pE ΣNi λSSii=1= 311.996 FAILURES/109 HOURSITEM 2 : MOSFETmλSS = pE ΣNi λSSii=1=99.617 FAILURES/109 HOURSITEM 3 : FUSE & CONNECTORSmλSS = pE ΣNi λSSii=1= 37.112 FAILURES/109 HOURSITEM 4 : DIODESmλSS = pE ΣNi λSSii=1= 26.290 FAILURES/109 HOURSITEM 5 : ZENERSmλSS = pE ΣNi λSSii=1=24.844 FAILURES/109 HOURSITEM 6 : OPTO-ELECTRONIC DEVICESmλSS = pE ΣNi λSSii=1=295.187 FAILURES/109 HOURSITEM 7 : RESISTORSmλSS = pE ΣNi λSSii=1=66.786 FAILURES/109 HOURSITEM 8 : ALUMINUM ELECTROLYTIC CAPACITORSmλSS = pE ΣNi λSSii=1= 99.617 FAILURES/109 HOURSITEM 9 : CAPACITORS ( EXCEPT AL )mλSS = pE ΣNi λSSii=1= 18.100 FAILURES/109 HOURSITEM 10 : INDUCTIVE DEVICESmλSS = pE ΣNi λSSii=1= 40.00 FAILURES/109 HOURSITEM 11 : RELAYSmλSS = pE ΣNi λSSii=1=43.480 FAILURES/109 HOURSTOTAL = 1071.846 FAILURES/109 HOURSMTBF = 932969.455 HOURSREMARK : λSSi = λGipQipSipTiλSSi : FAILURE RATE FOR DEVICEλGi : BASE FAILURE RATE FOR DEVICEpQi : QUALITY FACTORpSi : ELECTRICAL STRESS FACTORpTi : THERMAL ACCELERATION FACTORmλSSi = pE ΣNi λSSii=1λSSi : FAILURE RATE FOR UNITpE : UNIT ENVIRONMENT FACTORNi : QUANTITY OR DEVICE TYPEm : NUMBER OF DIFFERENT DEVICE TYPES IN THE UNIT109 =100000000048/100A(48V/6kW)整流模組的MTBF計算單元工作在25°C環境環境係數在滿載及額定輸入電壓 πE 1.0基於Bellcore RQGR手冊預計的器件可靠性組件數量典型溫度πG1 πQ1 πS1 πT1 S.S Fail/Rate Unit S.S F/R 瓷介電容器(包括表面貼裝器件) 44 35 1.0 3.0 0.2 1.0 0.6 26.4 高溫瓷介電容器10 65 1.0 3.0 1.0 1.1 3.3 33.0 高壓電解電容器10 32 15.0 3.0 1.6 0.6 43.2 432.0 低壓電解電容器11 32 25.0 3.0 1.4 0.6 63 693.0 低壓電解電容器Vcc 27 32 15.0 3.0 0.6 0.6 16.2 437.4 塑膠小型X/Y電容器32 34 1.0 3.0 1.0 0.9 2.7 86.4 塑膠電容器40 40 1.0 3.0 0.8 1.0 2.4 96.0 插接件(功率插腳) 13 40 5.0 3.0 1.0 1.0 15 195.0 插接件(插腳) 270 35 0.5 3.0 1.0 0.8 1.2 324.0 振盪晶體 2 35 25.0 3.0 1.0 1.0 75 150.0 二極體- BYV28-200 27 50 6.0 3.0 0.5 1.2 10.8 291.6功率二極體T<100 26 50 6.0 3.0 0.4 1.2 8.64 224.6 次級二極體 1 50 9.0 3.0 1.0 1.2 32.4 32.4 小信號二極體53 35 3.0 3.0 0.5 0.9 4.05 214.7 變壓器- 脈衝LVCT 2 35 4.0 3.0 1.0 0.9 10.8 21.6 三極管–小功率39 32 4.0 3.0 0.3 0.8 2.88 112.3 積體電路–數字CMOS 6 34 15.0 3.0 1.0 0.7 31.5 189.0 積體電路- EEPROM 1 30 14.0 3.0 1.0 0.6 25.2 25.2 積體電路- 數位信號處理器 1 45 27.0 3.0 1.0 1.3 105.3 105.3 積體電路- 可編程邏輯器件 1 45 20.0 3.0 1.0 1.3 78 78.0 積體電路- 線性電路15 34 19.0 3.0 1.0 0.7 39.9 598.5 積體電路- 微處理器 1 42 27.0 3.0 1.0 1.1 89.1 89.1 積體電路- UC3845/3854控制器‡ 3 40 6.3 3.0 1.0 1.0 18.9 56.7 積體電路- 門驅動IR2110 * 1 40 10.0 3.0 1.0 1.0 30 30.0 大功率IGBT 12 53 20.0 3.0 0.4 1.3 31.2 374.4 變壓器- Flyback 1 40 19.0 3.0 1.0 1.0 57 57.0 溫度感測器 2 44 4.0 3.0 1.0 1.1 13.2 26.4 電感- 射頻濾波器8 35 0.5 3.0 1.0 0.9 1.35 10.8 發光二極體18 32 3.0 3.0 1.0 0.5 4.5 81.0 MOSFETs –大功率 4 45 20.0 3.0 0.4 1.1 26.4 105.6 MOSFETs –小功率10 30 20.0 3.0 0.4 0.8 19.2 192.0 壓敏電阻7 36 10.0 3.0 1.0 0.9 27 189.0 光耦合器–隔離放大器 1 32 15.0 3.0 1.0 0.5 22.5 22.5 光耦合器–小功率10 34 15.0 3.0 1.0 0.6 27 270.0 繼電器–大功率 2 40 70.0 3.0 0.6 0.9 113.4 226.8 電阻–大功率9 55 10.0 3.0 0.7 1.2 25.2 226.8 電阻- 小功率130 30 0.5 3.0 0.6 0.9 0.81 105.3 電阻–表面貼裝315 30 0.5 3.0 0.6 0.9 0.81 255.21165 總失效為1E+9 小時6658.6MTBF (小時) 150018..200MTBF (年) 17.1。
mtbf的不同量值 -回复
mtbf的不同量值-回复标题：深入理解MTBF：不同量值的解析与应用一、引言平均无故障时间（Mean Time Between Failures，简称MTBF）是一个在工程领域中广泛应用的概念，主要用于衡量一个系统或设备在其生命周期内能够正常运行的平均时间长度。
不同的MTBF量值反映了系统的可靠性和稳定性，对于设备的设计、维护和优化具有重要指导意义。
本文将详细探讨MTBF的不同量值及其含义，并分析其在实际应用中的影响。
二、MTBF的基本概念MTBF是指在一个系统或设备的使用寿命期内，从一次故障到下一次故障的平均时间。
这个数值越大，说明系统的可靠性越高，故障发生的频率越低。
MTBF的计算通常基于大量的实验数据或者历史故障记录，通过统计分析得出。
三、MTBF的不同量值解析1. 理论MTBF：这是基于设备设计参数和假设条件计算出来的MTBF值。
它反映了在理想条件下，设备的预期寿命和可靠性水平。
理论MTBF的计算通常涉及到设备的组件可靠性、工作环境、使用方式等因素。
2. 实测MTBF：这是通过实际运行数据统计得到的MTBF值。
实测MTBF 更能反映设备在实际使用条件下的性能和可靠性，但其准确性受到数据采集的全面性、准确性和样本数量的影响。
3. 设计MTBF：这是在产品设计阶段设定的目标MTBF值，旨在确保产品的可靠性满足用户需求和行业标准。
设计MTBF是通过对设备的各个部件进行可靠性分析和试验验证，然后综合计算得出的。
4. 维修后MTBF：这是在设备维修后重新投入运行时计算的MTBF值。
维修后的MTBF通常会高于故障前的MTBF，因为维修可以消除已知的故障源，提高设备的可靠性。
然而，如果维修不彻底或者引入了新的故障源，维修后MTBF可能会下降。
四、MTBF在实际应用中的影响1. 设备选型：在选择设备时，比较不同设备的MTBF值可以帮助我们评估其可靠性水平，从而做出更优的选择。
高MTBF的设备通常意味着更低的故障率和更高的运行效率。
军用通信设备的MTBF可靠性验证试验
: 1 军用通信设备MTBF 可靠性验证试验杨 光(总参第 63 研究所 8 室, 南京 210016)摘要：可靠性是军用通信设备的重要性能之一,为了调查、分析、评价军用通信设备的可靠性就必须进行可靠性试验。
本文以国军标GJB367《军用通信设备通用技术条件 可靠性鉴定试验和验收试验方法》和GJB899《可靠性鉴定和验收试验》为依据,介绍了军用通信设备可靠性验证试验的试验方案和试验条件及周期。
在军用通信设备研制与生产中,可靠性验证试验对于保证和提高军用通信设备的可靠性具有重要意义。
关键词：军用通信设备;可靠性验证试验;平均故障间隔时间(MTBF);可靠度(R)产品的可靠性就是产品的时间质量,即产品经久耐用、安全可靠的程度。
国军标GJB451《可靠性维修性术语》给出了可靠性的定义:“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。
可靠性的概率度量亦称可靠度。
注:可靠度的一种度量方法为对可修复产品,是在规定的时间内,无故障持续时间区间长度等于或大于规定值的个数与无故障持续时间区间总个数之比。
对不修复产品,是在规定的时间内,能完成规定功能的产品数与投入工作的产品数之比。
”这里有两点需要说明,第一,定义中的三个“规定”①“规定的条件”通常是指产品使用的应力条件、环境条件、贮存条件等;②“规定的时间”通常是指产品需使用的时间或完成任务的时间;③“规定功能”通常是指该产品所具有的功能中的部分或全部。
第二,就“功能”来说,单纯定性的理解是不够科学的,还应对“能力”给出定量的评价。
这就需给出衡量可靠性的度量,可靠性的常用度量有三种——可靠度、平均寿命和失效率。
可靠性试验是对产品的可靠性进行调查、分析和评价的一种手段,它的目的是:①发现产品在设计、材料和工艺方面的各种缺陷;②为改善产品的完好性、提高任务成功性、减少维修费用及保障费用提供信息;③确认产品是否符合可靠性定量要求。
可靠性试验分为工程试验和统计试验两大类。
全新认识MTBF，你以前可能真的理解错了！
全新认识MTBF，你以前可能真的理解错了！MTBF，即平均故障间隔时间，英文全称是“Mean Time Between Failure”，就是从新的产品在规定的工作环境条件下开始工作到出现第一个故障的时间的平均值。
MTBF越长表示可靠性越高正确工作能力越强。
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。
MTBF值是产品设计时要考虑的重要参数，可靠性工程师或设计师经常使用各种不同的方法与标准来估计产品的MTBF值。
1、MTBF的计算方法失效时间是指上一次设备恢复正常状态起，到设备此次失效那一刻之间间隔的时间。
MTBF值是产品设计时要考虑的重要参数，可靠性工程师或设计师经常使用各种不同的方法与标准来估计产品的MTBF值。
相关标准包括MIL-HDBK-217F、Telcordia SR332、Siemens Norm、Fides或UTE C 80-810（RDF2000）等。
不过这些方法估计到的值和实际的平均故障间隔仍有相当的差距。
计算平均故障间隔的目的是为了找出设计中的薄弱环节。
2、MTBF 是平均故障间隔时间随着服务器的广泛应用，对服务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只硬盘，一年之内出了2次故障，则每个硬盘的故障率为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，简称MTBF。
[基础]：MTBF与可靠性
![[基础]：MTBF与可靠性](https://img.taocdn.com/s3/m/71e95b17df80d4d8d15abe23482fb4daa58d1d9e.png)
[基础]：MTBF与可靠性导读a.MTBF10万h对于数据中心算大还是算小？b.故障率会是1/MTBF么？c.在MTBF内系统可靠的概率是多少？d.在指定时间t内，系统无故障的概率是多少？MTBFMTBF:mean time between failure，h，平均每两次故障间时间。
MTTR:mean time to repair，h，平均每次故障修复时间。
MTTF:mean time to failure，h，平均每正常工作时间（遇到一次故障前的平均时间）MTBF=MTTR MTTF;由于常规MTTF>>MTTR,经常遇见MTBF与MTTF相互混淆使用的。
除了概念上的问题，不会带来太大实际影响；对于数据中心来说常规机电系统和设备预留寿命在7-15年，预期工作时间在6万-13万h之间。
从整个系统角度考虑MTBF=10万h，在数据中心领域还真不算太大，但是由于数据中心存在设备、路由的冗余，从单一设备角度来看，初一看是乎非常可以了，但是这是建立在大家误以为MTBF是设备可靠或者无故障工作时间。
MTTF=1/n∑Ti,——公式1Ti：第i次与第i 1次故障间正常运行时间h；n：无法再修复前/寿命终了时，被故障间隔的正常运行时间总段数，也为i的最大值；i：1-n;(假设10%的Ti为6万h，50%的Ti为8万h，0%的Ti为10万h，10%的Ti为12万h,30%的Ti为14万h；MTTF=10万h，但是无故障运行10万h的概率仅为40%，并不是100%；此为离散型统计，连续性可看后续第二节故障率相关计算)很多时候故障次数统计要方便很多，为了简化，经常采用总时间/故障次数的方法来描述，此时即相当于统计计算MTBF.故障率前面我们通过一个设备的时间进行统计，下面我们试图通过同一类型设备的故障数量来阐述这个问题。
在t时间段内，某品牌共有总计N个空调末端在北京市的机房内运行，在t时间结束前累计收到其中n(t)个空调故障和维护报告；则该t时间内，故障率P1=F(t)=n(t)/N，无量纲;——公式2F(T)=1,表示在时间T后报告的故障设备已经达到N，平均所有设备均已更换过一次。
可靠性之MTBF理论和应用概述
一.理论
1.MTBF定义 2.分类及作用 3.与MCBF的关系 4. MTBBF指标,如何制定验证方案 2.通过MTBF试验,如何得出MTBF指标
一.理论
1.何谓MTBF
即平均无故障间隔时间。英文全称为Mean Time Between Failure。它表示的是相邻2次故障之间的平均时间。 我们常常讲的或听到的MTBF指标，实际是对一批产品而言的， 是一个统计值。要确切了解一批产品的实际MTBF是多少，只 有在所有产品寿命终了时才能得到，它等于所有产品工作的 时间(h)之和除以所有出现的故障次数之和。 即 MTBF=所有样品工作总时间之和/所有故障次数之和 但是这个值往往是很难得到的。一般情况下，通过试验和概 率统计计算，可以得到MTBF值。
2.分类及作用
可分为MTBF预计\ MTBF试验\ MTBF验证 MTBF预计:是通过查询组成整机的各模块和元器件的失效率, 计算整机的MTBF指标; MTBF试验:当没有元器件失效率数据可以参考的时候,采用试验 的方法得到MTBF指标; MTBF验证:在设计初期已经给定MTBF指标,如何通过试验的方 法证明产品达到这一指标.
4.2 MTBF与相关参数的关系
一般来讲,电子产品失效率与时间的关系符合指数分布. 它与总试验时间T、可靠性信赖水平和故障数r的关系为:
MTBF=
2T
12 , 2 ( r 1)
相关参数有: a.抽取的样品数(个) b.每个样品工作的总时间(h),包括工作的天数和每天工作 的小时数 c.预定的置信度(若没有指定,一般取90%) d.失效次数 分母就是我们查统计学表的卡方分布表,见下图
二.应用
可靠度与MTBF
•壽期成本分析(Life Cycle Cost, LCC)計算的必要輸入
•FMEA •MTTR
•從競爭比較的產品清單中，輔助產品採購的決定
2007/12/28
•設定標準以執行可靠度測詴，以確認預估結果
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工程管理碩專班
可靠度預估與可靠度詴驗方法有美軍軍規MIL-HDBK-217與 美國商業標準Bellcore兩種：
R (50,000 hr ) e
t
2007/12/28
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工程管理碩專班
假定一般家庭每天看電視3hr,保固1.5年,
F (1,635 hr ) 1 e
t
1 e
( 0.00001 x1635 )
1.62%
保固期內可能的故障率1.62%
2007/12/28
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工程管理碩專班
2007/12/28 27
工程管理碩專班
可靠度工程介紹-MTBF介紹
2007/12/28
Why Learning MTBF 故障率的定義 MTBF的定義 計算MTBF最常用的機率密度函數 _ Weibull,Exponential 壽命詴驗的種類 MTBF的估計_點估計與區間估計 為什麼需要加速壽命詴驗 加速壽命詴驗與詴驗計劃 MTBF驗證抽樣計畫的統計理論簡介-GEM抽樣法 GEM抽樣法之應用實例
2007/12/28
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工程管理碩專班
使用條件除了溫度、濕度、鹽霧、日曬、雨淋、加速度、震 動、衝擊、音響、電磁干擾及核輻射等環境條件外，還包括 使用操作的其他應力條件，如開/關循環、電壓、電流以及 維護保養等條件。環境條件必頇依據產品壽命週期定義，經 過環境詴驗分析而決定其項目與水準。 時間是可靠度的重心（有研究者稱可靠度為產品出廠後的時 間品質），當時間不一定是指時鐘所表示的「時間」，舉凡 與時間有關的參數，如操作時間、操作次數、反覆次數、距 離、里程數等皆屬此處談論產品可靠度問題時之廣義的時間。 時間必頇由產品的壽命週期（Life Cycle ）來決定，有時 可能是指壽命週期的全部，可長達數年；有時可能是指壽命 週期中的某一階段，例如任務階段（Mission Phase），只 有數秒或數分鐘。
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五、可靠性强化试验技术(RET)与产品的可靠性的 关系
改进前两分布数学期望之间的距离 强化试验进行改进的数学期望值之间的距离
ρ 使用环境 应力包线 A
强化可靠性试验前的产品耐环境应力包线
通过可靠性增长试验 改进设计 工艺后的产品耐环境 应力包线
A'
B'
0
B
应力
图5 可靠性强化试验改进减少失效率的示意图
以上是我们一些粗浅认识，在此提出了试图
激起同行们研究讨论。
六、可靠性环境应力筛选与MTBF的关系
产品生产过程会带给产品一些早期故障，使 产品耐环境应力的概率曲线变形。
通过筛选将产品耐环境应力的概率恢复到原 来固有的分布特性曲线，即是将浴盆曲线的早期 浅层失效率高的部分剔出，使其失效率降到优良 产品的失效率，从而提高其使用可靠度，如图6 所示。若进行定量筛选则可将隐藏较深的故障剔 除，从而改变产品耐环境应力分布，进一步降低 失效率。
大量同一产品其耐环境应力能力的统计特性应 服从正态分布，如图２所示 。
ρ
0 图2 产品耐环境应力的概率曲线
应力
三、决定ＭＴＢＦ的失效率λ０与两个分布的交 的积的和的关系
产品失效是因为承受的环境应力达到和超过
产品耐环境应力的能力，进入产品耐环境应力概 率包线内，使耐环境应力低的那部分产品失效。
ρ
环境应力 产品耐环境应力的能力
ρ
筛选前
0 λ
筛选后 筛选后产品耐环境应力 Байду номын сангаас平的概率曲线
应力
λ 0
t
图6 可靠性强化试验用于筛选提高产品产品使用可靠度示意图
美国用高温变率，三轴自由度，气动振动台
的试验装置的可靠性强化试验技术应用很广，它 代替了相当部分的其他方式的可靠性试验，美国 技术的今天就是我们技术的明天,国内华为公司已 大量使用此技术提高产品耐环境应力能力和可靠 性水平。因此花力气研究可靠性强化技术是势在 必行。
四、可靠性强化试验技术
可靠性强化试验是基于健壮设计思想，可靠 性强化试验是提高产品耐环境应力水平的有效措 施。在试验过程中，通过试验逐步增加产品主要敏 感应力的办法，暴露产品功能和结构的薄弱环节， 在进行故障定位，失效分析、找出失效原因后，有 针对
性进行设计、工艺改进，再通过试验验证改进的 有效性，在证明改进有效后，再进一步地提高环 境应力，若改进有效则原故障不出现，可能在新 的部位出现新的故障，造成新的失效，然后再分 析，再改进，再试验，直至由于材料、元器件、 工艺水平的限制改进困难，或再改进会造成经济 上的得不尝失为止。通过试验—失效（破坏）— 分析—改进—再试验，新的失效产生—失效分 析—改进—试验，如此往返，经过这种工程途 径，将产品的薄弱环节就消除在研制阶段，这样 就可做到定型生产的产品就是设计和工艺上没有 明显薄弱环节的成熟产品，也就是所谓健壮的产 品。
A
A’ B’
B
0
应力水平
图３产品在使用中失效的概率示意图
λ０的大小取决于两个概率包线的交，相交 处的两个概率积的和越大，λ０就越大，则 MTBF值小，相交概率积的和越小，其λ０就越 小，则MTBF值就越大。
λ
λ 0 ｔ
图4 描述产品可靠性关系的浴盆曲线
由于概率是大量随机数据的统计值，所以λ０ 也呈现随机特性。提高产品可靠性的办法是增加两 个高斯分布的数学期望值之间的距离，距离愈大， 其失效率愈小，MTBF值愈大，增加其距离的办法 是降低环境应力值，另一办法是增加产品耐环境应 力值或者二者同时采取。
可靠性强化试验与ＭＴＢＦ的关系
北京航空航天大学航空可靠性综合重点实验室 王德言、吴飒、陈红
一、 产品实际使用环境的应力分布
产品实际使用环境的应力不可能是恒定的，即使是 装在特定的使用平台上也是如此，如飞机上的设备，随 着飞机的飞行任务，飞行高度、地域、速度的不同而不 同，若将其最大应力出现的概率包络线找出，必然会呈
变，即其使用环境的应力概率曲线仍保持不变，
则这两概率曲线的数学期望值之间的距离增大
了，则其交就可能在产品能承受的环境应力概率 概的率4σ的或积5的σ和处，相如交图，5其的λ所0取示决。于这两样概造率成相失交效处的 概MT率B就F值会就低可得以多很，高浴。盆曲线底λ0就可以很低，
根据报道波音公司在波音 777 改型中机电设备未 经RET的LRU的外场更换率为35%，经历RET的外场 更换率降至4%。
现图1所示正态分布。
ρ
应力
图１环境应力概率曲线
二、 产品耐环境应力的分布
产品耐环境应力的能力是其自身固有的特 性。产品设计和工艺一定，则其耐环境应力的特 性就定了，虽然其结构、材料、元器件、工艺是 固定的，但其材料、元器件、工艺的微小差异赋 予每台产品的耐环境应力的能力是不同的，大批 产品耐环境应力的宏观特性应呈现正态分布。因 此，我们在可靠性试验时需多台产品投入，试验 才有较高的置信度，可靠性的抽样标准就是根据 这个特性制定的。
由于产品耐环境应力的概率曲线来自大量的样
本试验，很难得到此曲线。因此从上面分析很难找 分出析决的定。MT虽B然F的要λ求0从。上但面它两们条之曲间线的估关计系M是T符B合F值理由论于 工作量太大难以实现。但我们用工程试验办法是可 以做到的，因为某一台产品耐环境应力容限是产品 耐环境应力概率曲线上的一个点，而某台产品耐环 境应力的容限是可以通过可靠性强化试验找到。若 在同批产品中抽出若干台进行强化试验求容限，另 外若干台用经典的三综合试验求其MTBF，其相关系 数的估计值就可以找到。
找些价格较便宜的电子、机电、仪表、机械 产品，进行对比试验。求其相关系数的估计值， 就可以有限推广估算类似产品MTBF值。
由于产品容限是一定的，产品使用地方不同 其要求承受环境应力可能不同。那么产品耐环境 应力容限对不同使用环境应力的MTBF的相关系 数估计值不同，这种不同可用对比试验方法来 求，若是电子产品还可参考元器件环境应力随温 度变化定量筛选中的某些数据。
未通过可靠性强化试验—改进的产品耐环境 应力能力较低，整个产品耐环境应力水平的概率 曲线与使用环境应力概率的包线的交可能在3σ 处所示，。其经λ0过与可交靠处性的强概化率试之验积—的改和进成后正的比产。品如，图将5 耐环境应力能力低的薄弱环节得到消除，则整个
产品耐环境应力能力得到提高，若使用环境不