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* 1级 MTBF简介与计算方法 内容简介 1、可靠性基本理论 2、MTBF 基本理论 3、MTBF 测试标准 MTBF技术讲座 产品的可靠性定义 产品的可靠性就是在规定的条件下，在规定的时间内、产品完成规定功能的能力。 产品可靠性定义包括下列四要素： (1) 规定的时间； (2) 规定的环境和使用条件； (3) 规定的任务和功能； (4) 具体的可靠性指标值。 对于一个具体的产品，应按上述各点分别给予具体的明确的定义。 MTBF技术讲座 可靠度 定义：是指产品在规定的条件下，在规定的时间内、产品完成规定功能的概率。它是时间的函数，记作R(t),也称为可靠度函数。 当t=0时，R(0)=1;当t=∞时，R(∞)=0 MTBF技术讲座 MTBF技术讲座 不可靠度 定义：是指产品在规定的条件下，在规定的时间内、产品不能完成规定功能的概率。它也是时间的函数，记作F(t),也称为累积失效概率。 失效概率密度f(t) 定义：失效概率密度是累积失效概率F(t)对时间的变化率，它表示产品寿命落在包含t的单位时间内的概率，即t时刻，产品在单位时间内失效的概率。 MTBF技术讲座 瞬时失效率 λ(t)，（简称失效率） 定义：是在t时刻，尚未失效的产品，在该时刻后的单位时间内发生失效的概率。 MTBF技术讲座 中位寿命和特征寿命 中位寿命：满足R(t0.5)=0.5的t0.5称为中位寿命，即寿命比它长和比它短的产品各占一半 特征寿命：满足R(te-1 )=e-1=0.368 的te-1称为特征寿命 MTBF技术讲座 可靠性指标及其内在关系 MTBF技术讲座 什么是MTBF MTBF: Mean Time Between Failure 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 。通常以小时为单位。 MTBF可通过加速寿命试验得到，用来预计产品的使用可靠性，但不等同于使用可靠性。 MTBF技术讲座 加速寿命的由来 浴盆曲线 MTBF技术讲座 浴盆曲线与产品寿命 电子产品一般的寿命都符合浴盆曲线，可分为三个阶段： 早失期：由于设计，原材料，生产工艺等可能出现的原因 而导致一个较高失效率的阶段，也称失效率递减阶段，可 通过环境应力筛选（ess，burn-in）加以剔除，保证产品 的可靠性。 稳定期：这一阶段产品失效率近似一个常数，只有随机失效产生，MTBF即要得到这一阶段的寿命。 耗损期：硬件故障期，产品这时已达到设计寿命，进入报 废阶段。 MTBF技术讲座 MTBF测试原理 MTBF=T/r=1/λ T：试验总时间 T=N*t r：失效数 λ：失效率 传统计算方法面临的挑战是：等产品的MTBF评价出来后，产品差不多已经被淘汰或更新换代了，得到的资料已经没 有实际意义。 我们要通过MTBF来了解产品出厂前的可靠性，评估产品的 售后风险，用传统的方法显然不可行。 MTBF技术讲座 加速寿命试验 理论支持 Stress Ahhernius： 阿列纽斯准则 R=KσBn R ：失效率 σ：应力强度 n ：循环次数 K、B：常 MTBF技术讲座 不同的应力效果不同 根据美国环境科学学会在1981 年及1984 年所分别发表的环境应力筛选有效性报告，在各种常用的筛选应力中，按其筛选效率加以比较，依次为温度循环、随机振动、高温、电性应力、热冲击、定频正弦振动、低温、正弦扫描振动、复合环境、机械冲击、湿度、加速度、高度，其中温度循环和随机振动的效率最佳，如图所示。 MTBF技术讲座 加速因子 加速因子为产品在正常使用情况下的寿命与加速寿命试验(温度循环，高温老化，振动，湿度等）条件下的比值: MTBF技术讲座 加速因子1  MTBF技术讲座 一、高温应力加速因子计算模型 AF(t)=exp{(Ea/k). (1/Tuse-1/Tstress)} AF(t)温度加速因子 Ea----析出故障的耗费能量（activation energy=0.3ev----1.2ev） k----Boltzmann 常数=8.617×10-5ev/ok Tuse---产品正常工作的温度 Tstress----产品施加应力的温度 EC 1.以25度为操作温度，40度为加速环境温度，则计算加速因子为3.49. 2.以25度为操作温度，50度为加