2-平均故障间隔时间(MTBF)和故障率的关系推导
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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。
MTBF计算公式讲解MTBF(Mean Time Between Failures)是一种用于衡量设备可靠性的指标,即设备的平均无故障工作时间。
MTBF的计算方法与设备的类型和故障模式有关。
下面将详细讲解MTBF的计算公式以及相关内容。
MTBF的计算公式通常采用系统可靠性任务(Reliability Function)和故障率(Failure Rate)来实现。
MTBF的计算公式如下:MTBF=1/λ其中,MTBF是指设备的平均无故障工作时间,λ是指设备的故障率。
故障率可以理解为设备在单位时间内发生故障的概率。
故障率的计算公式如下:λ=F/T其中,F是指故障次数,T是指设备工作的总时间。
MTBF的计算公式可以使用两种方法进行估算:基于统计数据和基于物理模型。
基于统计数据的MTBF计算方法依赖于设备的实际故障数据。
在一定的工作时间内,记录设备发生故障的次数和时间,然后使用计算公式进行估算。
常见的统计数据分析方法包括事后估算法、递推估算法和最大似然估算法。
事后估算法是根据故障数据的实际观测值计算MTBF。
该方法适用于数据收集工作已经完成的设备,通过记录故障次数和时间,然后计算平均故障间隔时间来估算MTBF。
递推估算法是根据设备的实际工作时间和故障次数按照一定的间隔时间进行计算。
如果设备出现故障,则将故障间隔时间加上已有的工作时间。
如果设备没有故障,则将估计值与实际工作时间相加。
最后,将总的工作时间除以故障次数得到平均故障间隔时间。
最大似然估算法是通过分析设备故障的概率分布函数来计算MTBF。
其中,常见的概率分布函数包括指数分布、韦伯分布和威布尔分布。
根据实际故障数据,使用最大似然估算法确定最适合的概率分布函数,并计算MTBF。
基于物理模型的MTBF计算方法是通过分析设备的组成部分和运行机制来计算MTBF。
这种方法需要对设备的结构和性能特点有一定的了解。
首先,对设备的各个部分进行故障模式和效果分析(Failure Mode and Effect Analysis,FMEA)。
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。
mtbfMTBF,即平均故障间隔时间,英文全称是"Mean Time Between Failure"。
是衡量一个产品(尤其是电器产品)的可靠性指标。
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。
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)。
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。
计算方法失效时间是指上一次设备恢复正常状态(图中的up time)起,到设备此次失效那一刻(图中的down time)之间间隔的时间。
MTBF值是产品设计时要考虑的重要参数,可靠度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。
MTBF的数学式表达另外,在工程学上,常用希腊字母θ来表示MTBF,既有:在概率论中,可用ƒ(t)形式的概率密度方程表示MTBF,既有:此处ƒ指的是直到下次失效经过时长的概率密度方程--满足标准概率密度方程--故障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。
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。
实际上各种失效分布形态下,求出的“平均无故障时间“对应的失效产品数约为总数的50%~60%。
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))若λ1=λ2=λ3=λn,则1/λ总=1/λ(1+1/2+1/3+…+1/n)或MTBF总=(λ21 + λ1λ2 +λ22)/(λ21λ2 +λ1λ22)若俩系统可靠度分别为R1, R2串联:R总=R1*R2并联:R总=1-(1-R1)*(1-R2)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。
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。
字串82)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 =λ 1+λ 2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/(λ 1+λ2))或MTBF 总 =(λ21 + λ1λ2 +)λ/22(λ21λ2 + λ1λ)22字串 44)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 。
MTBF寿命计算公式MTBF(Mean Time Between Failures)是指平均故障间隔时间,是一种表示系统可靠性的参数。
MTBF寿命是指系统在故障发生后恢复正常运行之前的持续时间。
计算MTBF寿命的公式可以有多种,具体公式的选择取决于系统的特点和需要考虑的因素。
以下将介绍一些常用的MTBF寿命计算公式。
1.基本MTBF计算公式:MTBF通常被定义为故障总数除以系统的总运行时间,用公式表示为:MTBF=总运行时间/故障数2.基于故障率的MTBF计算公式:故障率是指单位时间内发生故障的概率,通常用λ表示。
MTBF可以通过故障率的倒数来计算,用公式表示为:MTBF=1/故障率3.基于可靠性的MTBF计算公式:可靠性是指系统在一段时间内正常运行的概率。
可靠性通常用R表示,可以通过MTBF和故障率来计算,用公式表示为:R=e^(-故障率*时间)4.基于系统组件的MTBF计算公式:对于由多个组件组成的系统,可以通过各组件的MTBF来计算系统的MTBF。
假设系统由n个组件组成,每个组件的MTBF分别为MTBF1、MTBF2、..MTBFn,那么系统的MTBF可以通过以下公式计算:MTBF_system = 1 / (1/MTBF1 + 1/MTBF2 + ... + 1/MTBFn)5.基于可靠性块的MTBF计算公式:可靠性块是指由多个组件组成的子系统,具有较高的可靠性。
如果已知可靠性块的MTBF和它所包含的组件数目,可以通过以下公式计算系统的MTBF:MTBF_system = MTBF_块 / 组件数目需要注意的是,以上公式仅是一些常见的MTBF计算方法,实际的计算公式可能会更加复杂,需要根据具体情况进行选择。
此外,MTBF寿命的计算结果只是一个估计值,并不代表系统一定会在计算出的时间之后发生故障,因为系统的可靠性仍然受到众多的因素影响。
在实际应用中,还需要综合考虑系统的设计、制造、运维等方面,以提高系统的可靠性和寿命。
mtbf计算方法MTBF(Mean Time Between Failures)是指平均故障间隔时间,是衡量设备可靠性的重要指标。
MTBF计算方法有多种,下面将介绍几种常见的计算方法。
首先,最简单的MTBF计算方法是使用设备的总运行时间除以发生故障的次数。
例如,某设备在一段时间内总共运行了1000小时,发生了5次故障,那么MTBF=1000/5=200小时。
其次,还可以使用可靠性增加模型来计算MTBF。
可靠性增加模型是通过对设备故障数据进行分析,建立数学模型来预测设备的可靠性。
这种方法需要对设备的故障数据进行统计分析,然后利用数学模型来计算设备的MTBF。
另外,还可以使用指数分布模型来计算MTBF。
指数分布是一种常见的可靠性分布模型,它适用于大多数设备的可靠性分布。
使用指数分布模型来计算MTBF,需要根据设备的故障数据来拟合指数分布模型,然后利用拟合的模型来计算设备的MTBF。
此外,还可以使用维修率来计算MTBF。
维修率是指设备在一段时间内需要进行维修的次数,可以通过设备的维修记录来计算。
MTBF可以通过维修率的倒数来计算,即MTBF=1/维修率。
最后,还可以使用故障数据采集系统来计算MTBF。
故障数据采集系统可以实时监测设备的运行状态和故障情况,通过对采集的数据进行分析,可以计算设备的MTBF。
总之,MTBF的计算方法有多种,可以根据实际情况选择合适的方法来计算设备的MTBF。
通过准确计算MTBF,可以帮助企业合理安排设备的维护计划,提高设备的可靠性和稳定性,降低维护成本,提高生产效率。
希望以上介绍对大家有所帮助。
MTBF基础知识与计算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、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)3、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。
其平均失效前时间(MTTF)为:MTTF = (T1+T2+…Tn)/N0由于对不可修复的产品,失效时间即是产品的寿命,故MTTF也即为平均寿命。
当产品的寿命服从指数分布时,MTTF=1/λ平均故障间隔时间(MTBF)一个可修复产品在使用过程中发生了N0次故障,每次故障修复后又重新投入使用,测得其每次工作持续时间为T1,T2,……TN0,其平均故障间隔时间MTBF为:MTBF=T/N0其中,T为产品总的工作时间。
MTBF计算方法MTBF(Mean Time Between Failures)是指平均故障间隔时间,用于衡量一个系统或设备的可靠性。
计算MTBF有多种方法,下面将介绍常见的两种方法:基于故障率和基于可用性。
MTBF可以通过设备故障率(Failure Rate)来计算,设备故障率是指单位时间内设备发生故障的次数。
设备故障率可以通过以下公式计算:FR=1/MTBF其中,FR表示设备故障率,MTBF表示平均故障间隔时间。
通过设备故障率计算MTBF的具体步骤如下:1.收集设备故障数据,包括故障次数和运行时间。
2.计算设备故障率,公式为FR=故障次数/运行时间。
3.根据设备故障率计算MTBF,公式为MTBF=1/设备故障率。
在实际应用中,一般使用统计数据来计算MTBF,需要收集一定时间范围内的设备故障次数和运行时间。
MTBF也可以通过设备的可用性来计算,设备的可用性是指设备在一段时间内能正常工作的时间比例。
设备的可用性可以通过以下公式计算:A=MTBF/(MTBF+MTTR)其中,A表示设备的可用性,MTBF表示平均故障间隔时间,MTTR表示平均修复时间。
通过设备的可用性计算MTBF的具体步骤如下:1.收集设备的可用性数据,包括设备的工作时间和停机时间。
2.计算设备的可用性,公式为A=工作时间/(工作时间+停机时间)。
3.根据设备的可用性计算MTBF,公式为MTBF=A*MTTR/(1-A)。
通过可用性计算MTBF时,需要注意停机时间的准确度和可靠性,因为停机时间是影响设备可用性的重要因素。
总结:MTBF是一个重要的可靠性指标,计算MTBF可以帮助评估设备的故障频率和可用性。
基于故障率的计算方法比较简单,但需要收集设备故障数据和运行时间。
基于可用性的计算方法更加准确,但需要收集设备的工作时间和停机时间。
在实际应用中,选择适合的计算方法根据具体情况来决定。
MTBF基础知识与计算MTBF基础知识与计算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、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)3、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。
其平均失效前时间(MTTF)为:MTTF = (T1+T2+…Tn)/N0由于对不可修复的产品,失效时间即是产品的寿命,故MTTF也即为平均寿命。
当产品的寿命服从指数分布时,MTTF=1/λ平均故障间隔时间(MTBF)⼀个可修复产品在使⽤过程中发⽣了N0次故障,每次故障修复后⼜重新投⼊使⽤,测得其每次⼯作持续时间为T1,T2,……TN0,其平均故障间隔时间MTBF为:MTBF=T/N0其中,T为产品总的⼯作时间。
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。
字串82)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)字串44)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。
平均故障间隔时间(MTBF)实验模型建立与应用探讨吴君【摘要】通过对常用测试模型的研究,结合产品自身特点,为产品找到合适的验证方法.本文中的方案已在实际产品中验证可行,并在铁路信号系统中得到了广泛应用.【期刊名称】《电子世界》【年(卷),期】2018(000)001【总页数】3页(P24-25,28)【关键词】平均故障间隔时间;可靠性;工程方法【作者】吴君【作者单位】卡斯柯信号有限公司【正文语种】中文前言MTBF是衡量一个产品很重要的可靠性指标,通过本文对MTBF实际意义的探讨及计算方法的应用,旨在能推广测试方法在实际项目中的使用。
1.MTBF概述MTBF,即平均故障间隔时间,英文全称是“Mean Time Between Failure”。
是衡量一个产品(尤其是电器产品)的可靠性指标。
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。
1.1 MTBF数学公式表示公式中的失效时间是指上一次设备恢复正常状态(公式中的up time)起,到设备此次失效那一刻(公式中的down time)之间间隔的时间。
在工程学上,常用希腊字母θ来表示MTBF,既有:在概率论中,可用ƒ(t)形式的概率密度方程表示MTBF,既有:此处ƒ指的是直到下次失效经过时长的概率密度方程:1.2 MTBF与故障率之间的关系概括地说,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。
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。
即:MT BF=1/λ综上所述,MTBF值适用于可维修的产品,反映的是一批产品无故障时间的平均值,而不是指单个产品能无故障工作时间。
2.MTBF评估方法常用MTBF证明手段比较,见表1:表1 MTBF证明手段模型实证法市场回馈法做法采用加速应力方式来证明产品长期可靠度,常被引用的方法为高温加速、湿度加速与温度循环从市场客退数量得知MTBF优点以试验数据来呈现产品可靠度,比较不易引起客户质疑绝对真实缺点试验时间通常耗时较久需要较长时间与足够市场回馈信息,此时已发生客户不满意、商誉毁损由表1可知,在产品开发过程中,为了缩短验证周期,发现产品设计缺陷,提高产品可靠性,更适合的方式是采用实证法,通过加速寿命试验得到,用来预计产品的使用可靠性,但不等同于产品的使用可靠性。
故障率的计算方法系统发生故障的频率和时间的关系可以用浴盆曲线来表达,如图1-1所示。
1浴盆曲线原理图 1-1浴盆曲线从该曲线可以看出,系统故障率在系统早期投用和晚期老化后的故障率较高,而在使用中间段时随机故障率相对恒定。
2故障率计算公式C=在考虑的时间范围Δt 内,发生故障的部件数N=整个使用的部件数Δt=考虑的时间范围3平均无故障时间MTBFMTBF=1/λ4可靠性计算公式A S =MTBF/(MTBF+MDT)MDT=平均故障时间(或MTTR=平均修复时间)举例:● MTBF=100h ,MDT=0.5h-→A=99.5%!● MTBF=1year ,MDT=24h-→A=99.7%λ ≈ c N .∆ t故障频率λ因此,考虑系统的可靠性需同时考虑MTBF和MDT。
5如何增加系统的可靠性从可靠性公式中可以看出,增加系统的可靠性可以从提高MTBF和MDT降低两个方面进行。
5.1增加系统的稳定性增加稳定性,可从如下环节考虑:●设备生产商●使用高质量部件●使用具有更高标准的部件●预烧●抗过载保护●质量控制●冗余●工厂设计人员●网络结构●冗余安装●符合安装条件需要●在合适的环境条件下使用●工厂操作人员●维护●快速故障诊断●自动故障诊断和定位(自测试)●具有诊断功能●诊断工具的稳定性●训练有素的维护人员●快速修复●系统不停机情况下修复(在线修复)●修复工程容易●快速备件发送●训练有素的专业人员5.2整个系统的MTBF对于串行系统而言,系统故障发生率是各部件故障发生率之和,如图1-2所示。
举例:MTBF1 MTBF2 MTBF3图1-2串行系统的MTBF可见部件越多MTBF 时间越小。
SIMATIC H 系统的平均无故障时间:CPU: 15年IO 模件: 50年平均修复时间:大约4小时,对于工厂设计通常10年进行一次大修,更换部件。
注:MTBF 的计算方法没有一个确定的标准,各个产品生产商的计算方法不同。
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MT BF=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。
字串82)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)字串44)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。