MTBF是當(dāng)前各行業(yè)產(chǎn)品的重要可靠性指標(biāo)，它標(biāo)識(shí)了產(chǎn)品的平均無(wú)故障工作時(shí)間。本文討論了MTBF對(duì)于產(chǎn)品的真正意義，并從可靠性工程角度出發(fā)分析了獲得產(chǎn)品MTBF的方法和技術(shù)應(yīng)用。在電子工業(yè)界，幾乎每個(gè)人都熟悉術(shù)語(yǔ)"平均無(wú)故障工作時(shí)間"（MTBF）。但是，這個(gè)術(shù)語(yǔ)經(jīng)常被錯(cuò)誤地解釋和誤用。特別是在產(chǎn)品被發(fā)運(yùn)、失效報(bào)告被送到目的地和MTBF預(yù)計(jì)值沒(méi)有被實(shí)際失效報(bào)告的造表確認(rèn)時(shí)，確實(shí)如此。

    1．可靠性的定義在我們考慮可靠性預(yù)計(jì)之前，讓我們來(lái)看看可靠性的定義。普遍被接受的可靠性的定義是產(chǎn)品在其指定應(yīng)用環(huán)境條件下和在規(guī)定時(shí)間內(nèi)正常工作的概率。這就涉及到兩個(gè)判斷問(wèn)題：1.怎樣才算"正常工作"？2.什么是"指定的應(yīng)用條件"？如果一臺(tái)汽車的收音機(jī)具有合適的AM接受功能，但不能接收FM電臺(tái)，是不是整臺(tái)汽車不可靠？如果某司機(jī)駕駛汽車通過(guò)積水的道路，在行進(jìn)過(guò)程中汽車突然走不動(dòng)，是不是說(shuō)明汽車不可靠？上述兩個(gè)問(wèn)題的回答當(dāng)然是否定的。因此，可靠性工程師在計(jì)算MTBF之前應(yīng)對(duì)各種不同類型的問(wèn)題進(jìn)行分類。

      2．通過(guò)預(yù)計(jì)計(jì)算來(lái)得到MTBF有幾個(gè)個(gè)普遍被接受的標(biāo)準(zhǔn)可用來(lái)計(jì)算MTBF。大多數(shù)軍品規(guī)劃都用版本的MIL-STD-217 FN2和GJB 299B，而許多商用產(chǎn)品規(guī)劃則用Bellcore方法來(lái)計(jì)算MTBF。MIL-STD-217 FN2是美國(guó)可靠性分析中心和羅姆試驗(yàn)室多年開(kāi)展的工作總結(jié)為依據(jù)的，GJB 299B是中國(guó)國(guó)內(nèi)自己的預(yù)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，而B(niǎo)ellcore版本則是貝爾電信研究公司即現(xiàn)在的Telcordia Technologies公司對(duì)該手冊(cè)進(jìn)行修改和簡(jiǎn)化而成的。每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)都包括用于典型電子產(chǎn)品中元器件的失效率模型，比如IC、二極管、晶體管、電容器、繼電器、開(kāi)關(guān)和連接器。失效率是以實(shí)際應(yīng)用中獲得的最適用的數(shù)據(jù)為依據(jù)的。這兩種方法之間有幾個(gè)不同點(diǎn)，其中最明顯的一個(gè)不同點(diǎn)是失效率的表示法，MIL-STD-217和GJB 299B中都將失效率表示為失效次數(shù)106h，而B(niǎo)ellcore失效率表示為失效次數(shù)109h。作為MTBF計(jì)算的實(shí)例，應(yīng)假定一個(gè)具有4個(gè)元器件的產(chǎn)品。對(duì)這些元器件在給定溫度下估計(jì)出的失效數(shù)106h應(yīng)從制造商那里獲得。加入估計(jì)出的失效率，我們就得到整個(gè)產(chǎn)品的失效率。為了測(cè)定MTBF，我們用106除于產(chǎn)品的失效率，這樣就能估計(jì)出兩個(gè)失效數(shù)之間的平均小時(shí)數(shù)（見(jiàn)表 1）。表 1 典型的產(chǎn)品MTBF計(jì)算元器件 數(shù)量 失效率（失效次數(shù)106h）A 1 0.50B 1 0.30C 1 0.15D 1 0.05總失效率=1.00 106hMTBF估計(jì)=106  1.00=1,000,000h盡管多數(shù)MTBF預(yù)計(jì)值是以單一產(chǎn)品為依據(jù)的，但表示結(jié)果的較理想的方法是以100或1000個(gè)產(chǎn)品為依據(jù)的。如果我們有個(gè)產(chǎn)品失效率  106h，那么，100個(gè)產(chǎn)品就有100個(gè)產(chǎn)品的失效率  106h。那么，在上例中，100件的MTBF被預(yù)計(jì)為10,000h。在這點(diǎn)上，必須作一些假定，并與計(jì)算一起用文件來(lái)證明：元器件具有一致的可靠性，盡管我們知道有差別元器件數(shù)是正確的，盡管設(shè)計(jì)可能未完成4個(gè)元器件的估計(jì)失效率是有效的失效率。

     盡管我們知道它們只是估計(jì)值我們確定元器件失效的工作溫度對(duì)于我們的應(yīng)用來(lái)說(shuō)是正確的預(yù)計(jì)產(chǎn)品的MTBF有兩個(gè)好處。首先，這樣可滿足客戶的要求；其次，這種預(yù)計(jì)是在設(shè)計(jì)方案用于生產(chǎn)之前要花較長(zhǎng)時(shí)間來(lái)做的工作，它甚至揭示產(chǎn)品的弱點(diǎn)，這樣就可使制造商以最少的費(fèi)用來(lái)對(duì)這些弱點(diǎn)進(jìn)行改進(jìn)。隨著科技進(jìn)步和軟件行業(yè)的迅速發(fā)展，當(dāng)代的可靠性工程師可利用軟件來(lái)簡(jiǎn)化可靠性計(jì)算。計(jì)算機(jī)使人們能選擇諸如工作電壓和工作溫度之類的應(yīng)力等級(jí)來(lái)模擬產(chǎn)品將要經(jīng)受的實(shí)際工作條件。

     3．通過(guò)失效報(bào)告來(lái)評(píng)估失效率產(chǎn)品已經(jīng)交付使用幾個(gè)月之后，真實(shí)情況初見(jiàn)端倪。失效報(bào)告所顯示的失效率可能高于或低于預(yù)計(jì)值。如果是這樣，那是什么原因？是否意味著你的MTBF計(jì)算是一個(gè)無(wú)效的過(guò)程？答案是否定的。如果失效在幾個(gè)小數(shù)點(diǎn)內(nèi)匹配，這是否意味著不必分析現(xiàn)場(chǎng)失效報(bào)告？答案同樣是否定的。失效分析的兩種方法都是重要的，任何重大差別都是有其原因的。