| 什么是MTBF |
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。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。
寿命试验（MTBF）是研究产品寿命特征的方法，这种方法可在实验室模拟各种使用条件来进行。寿命试验是可靠性试验中最重要最基本的项目之一，它是将产品放在特定的试验条件下考察其失效（损坏）随时间变化规律。产品进入到维护管理阶段后，MTBF(平均故障间隔时间)是最关键的一个性能指标之一。
| 如何办理MTBF测试报告 |
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| MTBF的计算方法 |
T1与T2分别是两次故障之间所间隔的时间，假设产品只有这两次故障的话，那么MTBF=(T1+T2)/2。
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，简称MTBF。即：MTBF=1/λ 。
标准故障率的曲线可以用众所周知的“浴盆曲线”来描述。所有元件和系统的曲线形状都近似相同-只是时间轴方向上的延伸率不同。它可以分 为三个区域：早期故障期（I），有效工作期（II），生命终期（III）。MTTF包含了区域I和 II，而MTBF只包含了区域（II）。
以序贯截尾试验方法为例，介绍MTBF的一种计算方式：
M0 =规定可接受的平均无故障时间；
α =生产方风险；
β =使用方风险；
Dm =平均无故障时间的鉴别比
当生产方风险α是当实际的 m=m0时，设备被拒收的概率
使用方风险β是实际的 m=m1时，设备被接受的概率。这里m1是不可接受的平均无故障时间。
平均无故障时间的鉴别比在整理的定义是：Dm= m0/m1
假设β =α , d、 m0 、m1、r 相同，为了方便比较，设置MTBF(m1 ) =2000h
β =α=10% , Dm= m0/m1 =3 ,r=5
当故障数r为1和5时的接收时间分别为：
TA≥t （标准化判决时间）ⅹMTBF(θ1)=514ⅹ2000=10800h
TA≥t （标准化判决时间）ⅹMTBF(θ1 )=10135ⅹ2000=20700h
如表，r=5时，合格判决时间TA=20700h ；r=1时，合格判决时间TA=10800h ；
| MTBF的意义和作用 |
一般来说，MTBF这个指标与产品的可靠性相关，MTBF越高越好，在寿命周期内的故障和维修次数也就越低。
1、对于高频度故障零件的重点对策及延长零件寿命的技术改良依据。
2、零件寿命周期的推定及最合适修理计划的研究。
3、有关点检对象、项目的先定与点检基准的设定、改良。
4、设定备品、备件基准、机械、电气零件的各项常备项目及基本库存数量应由MTBF的记录分析来判断，使其库存达到最经济的状况。
| MTBF/MTTR/MTTF区别 |
与MTTF(平均故障前时间)不同，MTTF指的是产品发生故障前已经使用的时间，不包含维修时间，而MTBF则包含了维修时间。而MTTR包含了获得配件的时间，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。
| 寿命估算模型 |
常温下的故障及寿命的统计耗时耗力。为方便估算产品寿命，通常会进行批次性产品抽样，作加速寿命实验。不同种类的产品，MTBF的计算方式也不尽相同，常用的加速模式有以下几种：
阿氏模型(Arrhenius Model):如果温度是产品唯一的加速因素，则可采用阿氏模型，一般情況下，电子零件完全适用阿氏模型，而电子和通讯类成品也可适用阿氏模型，原因是成品类的失效模式是由大部分电子零件所构成,因此，阿氏模型，广泛用于电子与通讯行业。
爱玲模型(Eyring Model):如果引进温度以外的应力，如湿度，电压，机械应力等，则为爱玲模型。产品包括电灯，液晶显示元件，电容器等应用此模式。
反乘幕法则(Inverse Power Law):适用于金属和非金属材料，轴承和电子装备等。复合模式(Combination?Model):适用于同时考虑温度与电压作为环境应力的电子材料如电容。
| MTBF测试方法 |
MTBF实验方式主要有三种：
◆全寿命试验
全寿命试验要求所有样品都在试验中最终都失效，只需要采用简单的算术平均值就可以计算出MTBF。
◆序贯截尾试验
针对试验对象的特点，在一批数量为N的产品中，任意抽取数量为n的样品，观察发生r个故障出现时的时间，并计算总的测试时间。发生一次故障，就进行一次判决。
◆定数、定时截尾试验。
定时截尾试验指试验到规定的时间终止。
定数截尾试验指试验到出现规定的故障数或失效数时而终止。
| MTBF测试原理 |
（1）加速寿命试验 (Accelerated Life Testing)；
（2）执行寿命试验的目的在于评估产品在既定环境下之使用寿命；
（3）常規试验耗時较长,且需投入大量的金钱,而产品可靠性资讯又不能及时获得并加以改善；
（4）可在实验室时以加速寿命试验的方法,在可接受的试验时间里评估产品的使用寿命；
（5）是在物理与时间基础上,加速产品的劣化肇因,以较短的时间试验来推定产品在正常使用状态的寿命或失效率.但基本条件是不能破坏原有设计特性；
（6）一般情況下, 加速寿命试验考虑的三个要素是环境应力,试验样本数和试验时间；
（7）一般电子和工控业的零件可靠性模式及加速模式几乎都可以从美軍规范或相关标准查得,也可自行试验分析,获得其数学经验公式；
（8）如果溫度是产品唯一的加速因素,則可采用阿氏模型(Arrhenius Model),此模式最为常用；
（9）引进溫度以外的应力,如湿度,电压,机械应力等,則为爱玲模型(Eyring Model),此种模式适用的产品包括电灯,液晶显示元件,电容器等；
（10）反乘冪法則(Inverse Power Law)适用于金属和非金属材料,如轴承和电子装备等；
（11）复合模式(Combination Model)适用于同時考虑溫度与电压做为环境应力的电子材料(如电容如下式为电解电容器寿命计算公式) 一般情況下,主动电子零件完全适用阿氏模型,而电子和工控类成品也可适用阿氏模型,原因是成品灯的失效模式是由大部分主动式电子零件所构成.因此,阿氏模型广泛应用于电子,工控产品行业。
| 相关标准 |
GB5080.7-86《设备可靠性试验平均无故障时间验证试验方案》
GJB899A-2009《可靠性鉴定与验收试验》
GJB367A-2001《军用通信设备通用规范》
GB/T 37963-2019 电子设备可靠性预计模型及数据手册
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