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可靠承載重托:關注產品的MTBF平均無故障時間(上)

對MTBF的理解

偶爾會有朋友咨詢:產品的MTBF是80000小時,我用這個產品,能確保80000小時內不會出故障嗎?這是個有點類似于一米的長度和一斤的重量哪個大的問題,好糾結。

MTBF(Mean Time Between Failure):即平均故障間隔時間,是衡量一個產品(尤其是電器產品)的可靠性指標,單位為“小時”。產品的故障總數與壽命單位總數之比為“故障率”,用λ表示,故障率的倒數就是MTBF,即:MTBF=1/λ。

以硬盤為例,查詢希捷一款型號為“ST2000NX0263”2TB的硬盤規格書,MTBF指標為140萬小時。

140萬小時,約為160年,并不是說這種硬盤能用160年不出故障,由MTBF=1/λ可知, λ=1/ MTBF=1/160年,即這個型號硬盤的平均年故障率約為0.6%,一年內,平均1000只硬盤有6只會出故障。

產品質量的浴盆曲線

前人已通過實踐證明,大多數設備的故障率是時間的函數,典型故障曲線稱之為浴盆曲線(Bathtub curve,失效率曲線) ,如下圖。

曲線的形狀呈兩頭高,中間低,具有明顯的階段性,可劃分為三個階段:早期的失效故障(隨時間推移快速下降),使用壽命期的故障(故障率較低,且比較穩定),壽命后期的故障(接近產品的使用壽命,故障率劇增)。

由浴盆曲線可知,在早期失效期,產品在開始使用時,失效率很高,但隨著產品工作時間的增加,失效率迅速降低,這一階段失效的原因大多是由于設計、原材料或制造過程中的缺陷造成的。因此,提高MTBF見效較快、投入較低,同時也是很多廠商在做的方法就是:產品在出廠前,先進行老煉篩選測試,以便及早發現、排除故障,或剔除不合格品,以保證產品的供貨質量。

例如:拿電源來說,根據產品的不同,出廠前都需做適當的高溫老煉,老煉完畢再測試包裝入庫。

圖4 電源高溫老化車
圖5 電源老化負載板
 
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