電子產品整機MTBF計算和試驗時間的確定

MTBF試驗是采用高溫(40-50攝氏度)連續開機，小批量，試驗產品壽命的方法。試驗中濕度取40-85%，沒有其它加速因子。

1. 理論計算MTBF的公式：

在單位時間內(一般以年為單位)，產品的故障總數與運行的產品總量之比叫“故障率”(Failure

rate)，常用λ表示。

例如網上運行了100 臺某設備，一年之內出了2次故障，則該設備的故障率為2/100 = 0.02 (次/年)。

當產品的壽命服從指數分布時，其故障率的倒數就叫做平均故障間隔時間(Mean Time Between

Failures)，簡稱MTBF。即： MTBF=1/λ 。

2. MTBF試驗時間的計算

試驗時間＝ MTBF目標值*R／樣品臺數*加速因素(式 11-1)

式中：?R可靠度，通常取±3西格瑪=99.73%*；加速因數:AF = 2 [ (T1 –

T2)/10 (式11-2)

T1 試驗用溫度；?T2環境溫度，取25度；

3. 為方便理解式(11-1)的計算中R，先介紹一下背景知識：

西格瑪的定義是根據俄國數學家P.L.Chebyshtv的理論形成的，它是描述偏差程度的數理統計術語。 根據

P.L.Chebyshtv的計算：

68%的合格率，是±1西格瑪；

95%的合格率，是±2西格瑪；

99.73%的合格率，是±3西格瑪。

4.MTBF試驗時間計算 案例：?如果需要產品MTBF=100000H，問：維修率、MTBF試驗的臺數和容許的失效數？

MTBF=1/λ ，則此例中：

100000=1/λ?λ=0.00001，

即 每臺/每小時有10萬分之1的機器出故障；每臺/每年有0.00001*24*365=0.087臺出故障；

也就是λ=8.7% ；就是每百臺每年有8.7臺出現故障。這就是維修率。

如果用100臺機器，做1年MTBF 試驗，故障小于8.7臺，則滿足要求，

問題是試驗時間太長，可以采用高溫加速的方法，試驗溫度取50度。

依據式11-2，AF=5 ；根據要求MTBF=100000；如果試驗臺數取100臺，R取99.73%

依據式11-1，實際試驗時間=100000*0.997/100*5 = 200 h 。

如果對試驗100臺機器覺得太多，可以取50臺，做同樣長的時間( 200 h )，此時失效可接受數為8.7/2 =4

臺。也就是說選50臺，做200h，失效數小于等于4臺，則MTBF為10萬小時。

總結

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