平均无故障时间MTBF测试及计算过程

一、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。

反乘幂法则(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。

二、常温下MTBF的估算方式

MTBF（Mean Time Between Failure），即平均失效间隔，指系统两次故障发生时间之间的时间段的平均值。

MTBF=(Start of down time?start of up time) number of failures

例子：从一批产品中抽取5PCS产品，在某一温度下，其实际工作时间、失效数如下图所示，求MTBF值。

解:带入公式计算

MTBF=Start of down time?start of up time

number of failures

=T1+T2+T3+T4+T5

11

=1450

11

=131.8

二、MTBF阿氏模型

只有一项加速因子，如温度，且服从指数分布的加速寿命实验，可采用MTBF 阿氏模型计算公式进行估算。阿氏模型起源于瑞典物理化学家Svandte Arrhenius 1887年提出的阿氏反应方程式.

R:反应速度speed of reaction

A:溫度常数 a unknown non-thermal constant EA:活化能activation energy (eV) K:Boltzmann常数,等地8.623*10-5 eV/0K. T:为绝对溫度(Kelvin)

Ea=(ln L2-ln L1)*k/(1/T2-1/T1)

K=EXP[Ea

k

(

1

T3

?

1

T1

)]

MTBF=L1*K

Ea为活化能（eV）；

T1、T2为加速寿命测试的实验温度（需换算为绝对温度参与计算）；T3为常温温度25℃，换算为绝对温度为298K；

L1、L2分别为加速寿命测试温度T1、T2下测得的寿命；

寿命L=抽样测试总测试时间允许故障数量

K为Boltzmann常数，值为8.62X10?5(eV/K);

以同类型产品做参照，其计算过程如下：

在85℃条件下测试72小时出现第一次出现故障时间，计T1。在45℃条件下测试72小时出现第二次出现故障时间，计T2。

(1) ln L1 = A + Ea/ kT1 (2) ln L2 = A + Ea/ kT2

公式(2)-(1)，解立方程式,得

Ea=(ln L2-ln L1)*k/(1/T2-1/T1)

4.由以上结果，并根据以下加速因子计算公式，可计算出常温25℃下(L3)的加速因子K3值及MTBF 平均寿命

K 3=L3=EXP (Ea

kT 3)EXP (Ea )=EXP [Ea (1?1)]

平均无故障时间MTBF测试及计算过程

一、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。 反乘幂法则(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。 二、常温下MTBF的估算方式 MTBF（Mean Time Between Failure），即平均失效间隔，指系统两次故障发生时间之间的时间段的平均值。 MTBF= 例子：从一批产品中抽取5PCS产品，在某一温度下，其实际工作时间、失效数如下图所示，求MTBF值。

解:带入公式计算 MTBF== ==131.8 二、MTBF阿氏模型 只有一项加速因子，如温度，且服从指数分布的加速寿命实验，可采用MTBF 阿氏模型计算公式进行估算。阿氏模型起源于瑞典物理化学家Svandte Arrhenius 1887年提出的阿氏反应方程式. R:反应速度speed of reaction A:溫度常数 a unknown non-thermal constant EA:活化能activation energy (eV) K:Boltzmann常数,等地8.623*10-5 eV/0K. T:为绝对溫度(Kelvin) Ea=(ln L2-ln L1)*k/(1/T2-1/T1) MTBF=L1*K Ea为活化能（eV）； T1、T2为加速寿命测试的实验温度（需换算为绝对温度参与计算）； T3为常温温度25℃，换算为绝对温度为298K； L1、L2分别为加速寿命测试温度T1、T2下测得的寿命； 寿命L= K为Boltzmann常数，值为8.62X (eV/K); 以同类型产品做参照，其计算过程如下：

可靠性测试产品高加速寿命试验方法指南解析

术语和定义 HALT（High Accelerated Life Test）：高加速寿命试验，即试验中对试验对象施加的环境应力比试验对象整个生命周期内，包括运输、存储及运行环境内，可能受到的环境应力大得多，以此来加速暴露试验样品的缺陷和薄弱环节，而后对暴露的缺陷和故障从设计、工艺和用料等诸方面进行分析和改进，从而达到快速提升可靠性的目的。 运行限或操作限（Operation Limit）：指产品某应力水平上失效（样品不工作或其工作指标超限），但当应力值略有降低或回复初始值时，试样又恢复正常工作，则样品能够恢复正常的最高应力水平值称为运行限。 破坏限（Destruct Limit）：在某应力水平上升到某值时，样品失效，即使当应力回落到低于运行限时，试样仍然不能恢复正常工作，这时的应力水平值称为破坏限。 裕度（Margin）：产品运行环境应力的设计限与运行限或破坏限的差值。产品的裕度越大，则其可靠性越高。 夹具（Fixture）：在HALT试验的振动项目中固定试样的器具。振动试验必须使用夹具，使振台振动能量有效地传递给试样。 加速度传感器（Accelerometer）：在某方向测量试样振动加速度大小的传感器。在HALT试验的振动项目中使用加速度传感器可以监视试验箱振动能量通过夹具有效传递给试样的效率。 振动功率谱密度（Vibrating Power Spectral Density）：也称为加速谱密度，衡量振动在每个频率点的加速度大小，单位为（g2/Hz）。 Grms（Gs in a root mean square）：振动中衡量振动强度大小的物理单位，与加速度单位相同，物理含义为对振动功率谱密度在频率上积分后的平方根。 热电偶（Thermocouple）：利用“不同导体结合在一起产生与温度成比例的电压”这一物理规律制作的温度传感器。在HALT试验的热应力测试项目中，利用热电偶监视产品各点的温度分布。 功能测试（Functional Test）：对试样的测试，用以判断试样能否在测试环境下完成规定的功能，性能是否下降。一般是通过测量试样的关键参数是否达到指标或利用诊断模式测试试样的内部性能。 摘要：本文围绕产品HALT试验，详细介绍HALT试验基本要求、总体过程及试验过程。 关键词：HALT试验、基本要求、试验过程 1、HALT试验基本要求 1.1对试验设备的要求 1.1.1对试验箱的要求 做HALT试验的设备必须能够提供振动应力和热应力，并满足下列指标： 振动应力：必须能够提供6个自由度的随机振动；振动能量带宽为2Hz～10000Hz；振台在无负载情况下至少能产生65Grms的振动输出。 热应力：目标是为产品创造快速温度变化的环境，要求至少45℃/min的温变率；温度许可范围至少为－90℃～＋170℃。

加速寿命试验的理论模型与试验方法

产品可靠性试验 6.2.1 可靠性试验的意义与分类 可靠性试验是为分析、评价、提高或保证产品的可靠性水平而进行的试验。产品的研制者通过试验获得产品设计、鉴定所需的可靠性数据（可靠性测定试验）。通过试验暴露产品缺陷，改进设计并获得可靠性增长信息（可靠性增长试验）。产品的制造者通过试验剔除零件批中的不合格品或暴露整机缺陷，消除早期故障（可靠性筛选或老化试验老化试验不是消除早期故障的）产品使用者通过试验验证产品批可靠性水平以保证接收的产品批达到规定要求（可靠性接收试验）。政府或行业管理部门通过试验获得数据库所需基础可靠性数据（可靠性测定试验），认证产品可靠性等级（可靠性验证试验），进行产品的可靠性鉴定与考核（可靠性鉴定试验）。 本节主要介绍可靠性测定试验，这是为获得产品可靠性特征量的估计值而进行的试验，根据需要可由试验结果给出可靠性特征量的点估计值和给定置信度下的区间估计。由于可靠性试验往往是旷日持久的试验，为节省时间与费用常采用加速试验的方式。本节将介绍某些加速寿命试验的理论模型与试验方法。 6.2.2 指数分布可靠性测定试验 大多数电子元器件、复杂机器及系统的寿命都服从指数分布。其待估参数为故障率λ，其他可靠性指标可利用估计值进行计算MTBF 已经有平均的意思了 1．定时截尾试验 （1）点估计试验进行至事先规定的截尾时间t c停止试验，设参与试验的n个样本中有r个发生关联故障，则由极大似然估计理论得出的故障率点估计值为 式中t i——第I个关联故障发生前工作时间（i=1，…，r）。 若在试验过程中及时将已故障产品修复或替换为新产品继续试验，则为有替换的定时截尾试验。此时λ的点估计为

平均无故障时间的概述与应用

可靠性基本概念 平均无故障时间 何谓“平均无故障时间(MTBF)” ？ “平均无故障时间(MTBF)”有什么用？ “平均无故障时间(MTBF)” 和“平均故障前时间(MTTF)” “平均无故障时间(MTBF)”解读 平均无故障时间(MTBF)的应用 如何开始 如何计算 如何使用 基本流程、角色及职责 可靠性基本概念 可靠性Reliability ? 是指产品使用之后发生的故障，可靠性故障率是与时间相关的函数。 ? 可靠性表达方式有许多，主要有： ? 一段时间后的累积故障率（Cumulative fail %）。 ? 每10亿小时故障率“菲特” -FIT (Failures in Time) ? 平均无故障时间-MTBF (Mean Time between Failures) ? 可靠性是后质量部分的浴盆曲线即我们所认为的可靠性故障。 ? 可靠性的目标根据不同的因素而变化，如产品类型，产品寿命，使用的条件等。 平均无故障时间（MTBF）-何谓“平均无故障时间” What is MTBF MTBF (Mean Time Between Failure): 平均无故障时间，是衡量一个产品（尤其是电子产品）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。 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和故障次数的比值为MTBF。 备注： 这个数据的取得通常必须要产品被使用过一定的数量以及一定的时间后，才能较为正确地被「统计」出来，所以一个新产品上市后的MTBF值也只能当 「参考数值」，跟产品的实际「寿命数值」不一定能相符。 不过目前有许多厂商用模拟的方式，来评估一个产品的平均故障时间。他们利用更恶劣的环境来测试产品，增加产品的老化速度，以計算出产品的平均故障时间。 平均无故障时间有什么用？ 最流行的可靠性指标 最小化投入的可靠性初步分析 了解设计的薄弱环节 （KAIZEN）设计 质保能力分析（Warranty Analysis）

加速寿命试验公示计算汇总

加速寿命试验公示计算汇总 一、前言 新研究的医疗器械在上市前应确保在储存期( 通常 1 到5 年) 内产品的质量不应发生任何影响安全性和有效性变化，新产品一般没有实时和储存周围环境条件下确定有效期的技术资料。如果按实际储存时间和实际环境储存条件进行检测需要很长的时间才能获得结果，为了在实时有效期结果获得以前，有必要进行加速老化实验提供确定有效期的实验数据。 医疗器械设计人员能够准确地预计聚合物性能的变化对于医疗器械产业化是非常重要的。建立聚合物材料退行性变的动态模型是非常困难和复杂的，事实上材料短期产生的变化或变性的单速率表达形式可能不能充分反映研究的产品或材料在较长有效期的真实情况。为了设计试验方案能准确模拟医疗器械时间相关的退行性变，有必要对材料的组成、结构、成品用途、组装和灭菌过程的影响、失效模型机制和储存条件有深入的了解。 一个给定的聚合物具有以各种方式( 晶体、玻璃、不定形等) 组成的许多化学功能基团，并含有添加剂如抗氧化剂、无机充填剂、色素和加工助剂。所有这些变量的总和结合产品使用和储存条件变量决定了材料的化学性能的退行性变。得庆幸的是，生产医疗器械的大部分都是采用常用的几种高分子材料，这些材料已经广泛使用并且都进行了良好的表征。根据以碰撞理论为基础的阿列纽斯(Arrhenius) 模型建立的老化简化实验方案(Simplified Protocol for Accelerated Aging) ，也称“10 度原则”(10-degree rule) ，可在中度温度范围内适用于良好表征的聚合物，试验结果可以在要求的准确度范围内。 医疗器械或材料的老化是指随着时间的延长它们性能的变化，特别是与安全性和有效性有关的性能。加速老化是指将产品放置在比正常储存或使用环境更严格或恶劣的条件下，在较短的时间内测定器械或材料在正常使用条件下的发生变化的方法。 采用加速老化实验合格测试的主要原因是可以将医疗器械产品尽早上市。主要目标是可以给病人和企业带来利益，病人可以尽早使用这些最新的医疗器械，挽救病人的生命；企业可以增加销售获得效益，而又不会带来任何风险。尽管加速老化试验技术在学术领域已经比较成熟，但是这些技术在医疗器械产品的应用还是有限的。美国FDA 发布了一些关于接触眼镜、药物和生物制品等关于加速老化实验的指导性文件，还没有加速老化试验的标准。在我国尚无关于医疗器械有效期确定的加速老化的实验指导原则。国外许多医疗器械企业根据这些指导原则和文献建立自己的加速老化试验方法。（来源于：《中国医疗器械信息》2008年第14卷第5期《医疗器械加速老化实验确定有效期的基本原理和方法》） 二、实验条件和时间对比表

数控机床的平均无故障时间

MTBF即平均无故障时间，英文是“Mean Time Between Failure”，具体是指产品从一次故障到下一次故障的平均时间，是衡量一个产品的可靠性指标（仅用于发生故障经修理或更换零件能继续工作的设备或系统），单位为“小时”。数控机床常用它作为可靠性的定量指标。 MTBF的数值是怎样算出来的呢，假设一台电脑的MTBF为3万小时，是不是把这台电脑连续运行3万小时检测出来的呢？当然不是，否则有那么多产品要用几十年都检测不完。MTBF值的计算方法，目前最通用的权威性标准是MIL-HDBK-217（美国国防部可靠性分析中心及Rome实验室提出并成为行业标准，专门用于军工产品）、GJB/Z299B（中国军用标准）和Bellcore（AT&T Bell 实验室提出并成为民用产品MTBF的行业标准）。 MTBF计算中主要考虑的是产品中每个元器件的失效率。但由于器件在不同的环境、不同的使用条件下其失效率会有很大的区别，所以在计算可靠性指标时，必须考虑这些因素。而这些因素几乎无法通过人工进行计算，但借助于软件如MTBFcal和其庞大的参数库，就能够轻松地得出MTBF值。 每天工作三班的工厂如果要求24小时连续运转、无故障率P(t)＝99%以上，则机床的MTBF 必须大于4500小时。MTBF5000小时对由不同数量的数控机床构成的生产线要求就更高、更复杂了，我们这里只讨论单台机床： 如果主机与数控系统的失效率之比为10：1（数控系统的可靠性要比主机高一个数量级），数控系统的MTBF就要大于5万小时，而其中的数控装置、主轴及驱动部分等主要部分的MTBF就必须大于10万小时。 其实，我们不必关注MTBF值如何计算，只要知道选择MTBF值高的产品，将给我们带来更高的竞争力。 当然了，也不是MTBF值越高越好，可靠性越高机床成本也越高，根据实际需要选择适度可靠就行了

产品寿命可靠性试验MTBF计算规范标准

产品寿命可靠性试验MTBF计算规范 一、目的： 明确元器件及产品在进行可靠性寿命试验时选用标准的试验条件、测试方法 二、范围： 适用于公司内所有的元器件在进行样品承认、产品开发设计成熟度/产品成熟度（DMT/PMT）验证期间的可靠性测试及风险评估、常规性ORT例行试验 三、职责： DQA部门为本文件之权责单位，责权主管负责本档之管制，协同开发、实验室进行试验，并确保供应商提交的元器件、开发设计产品满足本文件之条件并提供相关的报告。 四、内容： MTBF:平均无故障时间 英文全称:Mean Time Between Failure 定义: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,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

MTBF测试原理 1.加速寿命试验(Accelerated Life Testing) 1.1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. 1.2 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. 1.3 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. 1.4 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. 1.5 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. 1.6 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. 1.7 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. 1.8 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. 1.9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.

故障率的计算方法

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MTBF MTBF=1/λ 4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

平均无故障时间(MTBF)

MTBF,即平均无故障时间，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。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。磁带机产品的MTBF值不应低于200000小时。 通常，我们在产品的手册或包装上能够看到这个MTBF值，如8000小时，2万小时，那么，MTBF的数值是怎样算出来的呢，假设一台电脑的MTBF为3万小时，是不是把这台电脑连续运行3万小时检测出来的呢？答案是否定的，如果是那样的话，我们有那么多产品要用几十年都检测不完的。其实，关于MTBF值的计算方法，目前最通用的权威性标准是MIL-HDBK-217、GJB/Z299B和Bellcore，分别用于军工产品和民用产品。其中，MIL-HDBK-217是由美国国防部可靠性分析中心及Rome实验室提出并成为行业标准，专门用于军工产品MTBF值计算，GJB/Z 299B是我国军用标准；而Bellcore是由AT&T Bell 实验室提出并成为商用电子产品MTBF值计算的行业标准。 MTBF计算中主要考虑的是产品中每个器件的失效率。但由于器件在不同的环境、不同的使用条件下其失效率会有很大的区别，例如，同一产品在不同的环境下，如在实验室和海洋平台上，其可靠性值肯定是不同的；又如一个额定电压为16V的电容在实际电压为25V 和5V下的失效率肯定是不同的。所以，在计算可靠性指标时，必须考虑上述多种因素。所有上述这些因素，几乎无法通过人工进行计算，但借助于软件如MTBFcal软件和其庞大的参数库，我们就能够轻松的得出MTBF值。 其实，MTBF值如何算出并不是我们所关心的问题，我们应该把重点放在一个产品的MTBF 的值到底有多少上，对于用户来讲，应该选用MTBF值高的产品。

可靠性-LED加速老化寿命试验方法概论Word文档

一、可靠性理论基础 1.可靠度： 如果有N个LED产品从开始工作到t时刻的失效数为n(t)，当N足够大时，产品在t时刻的可靠度可近似表示为： 随时间的不断增长，将不断下降。它是介于1与0之间的数，即。 2.累积失效概率： 表示发光二极管在规定条件下工作到t这段时间内的失效概率，用F(t)表示，又称为失效分布函数。 如果N个LED产品从开始工作到t时刻的失效数为n(t)，则当N足够大时，产品在该时刻的累积失效概率可近 似表示为： 3.失效分布密度： 表示规定条件下工作的发光二极管在t时刻的失效概率。失效分布函数的导函数称为失效分布密度，其表达式如下： ?早期失效期； ?偶然失效期(或稳定使用期) ； ?耗损失效期。 二、寿命 老化：LED发光亮度随着长时间工作而出现光强或光亮度衰减现象。器件老化程度与外加恒流源的大小有关， 可描述为： B t为t时间后的亮度，B0为初始亮度。通常把亮度降到B t=0.5B0所经历的时间t称为二极管的寿命。 1. 平均寿命 如果已知总体的失效分布密度f（t），则可得到总体平均寿命的表达式如下： 2. 可靠寿命 可靠寿命T R是指一批LED产品的可靠度下降到r时，所经历的工作时间。T R可由R（T R）=r求解，假如该产品的失效分布属指数分布规律，则： 即可求得T R如下:

3. 中位寿命 中位寿命T0.5指产品的可靠度R(t)降为50%时的可靠寿命，即：对于指数分布情 况，可得： 二、LED寿命测试方法 LED寿命加速试验的目的概括起来有： ?在较短时间内用较少的LED估计高可靠LED的可靠性水平 ?运用外推的方法快速预测LED在正常条件下的可靠度； ?在较短时间内提供试验结果，检验工艺； ?在较短时间内暴露LED的失效类型及形式，便于对失效机理进行研究，找出失效原因； ?淘汰早期失效产品，测定元LED的极限使用条件 1. 温度加速寿命测试法 由于通常LED寿命达到10万小时左右，因此要测得其常温下的寿命时间太长，因此采用加速寿命的方法。 根据高温加速寿命得的结果外推其他温度下的寿命。LED温度加速老化寿命测试原理是基于Arrhenius 模型。 利用该模型可以发现由温度应力决定的反应速度的依赖关系，即 式中L为寿命，Ea为激活能，A为常数，k为玻尔兹曼常数，T为热力学温度。 因此测试温度应有两个，即还需测得另一个温度T2下器件寿命为L2。可以求得激活能Ea。样便可以求得温度 T1对某温度T3下的加速系数K3: 。有： 可见实验需要测得同一批器件在两个不同温度下的寿命，然后推得其他温度下的寿命。 这就要求被测器件的数量应足够多，才能避免个性影响，而得到共性，即得到统计寿命值才真实。 LED从正常状态进入劣化状态的过程中，存在能量势垒，跃过这个势垒所需要的能量必须由外部供给，这个能量势垒就称为激活能。

MTBF,即平均故障间隔时间

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。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?(t)形式的概率密度方程表示MTBF，既有: 此处?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内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。例如正在运行中的100只硬盘，一年之内出了2次故障，则每个硬盘的故障率为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 笔者看到一款可用于服务器的WD Caviar RE2 7200 RPM 硬盘，MTBF 高达120万小时，保修5年。120万小时约为137年，并不是说该种硬盘每只均能工作137年不出故障。由MTBF=1/λ可知λ=1/MTBF=1/137年，即该硬盘的平均年故障率约为0.7%，一年内，平均1000只硬盘有7只会出故障。 下图所示为著名的浴盆曲线，左边斜线部分为早期故障率，其故障率一般较高且随着时间推移很快下降。曲线中部为使用寿命期，其故障率一般很低且基本固定。最右部为耗损期，失效率急速升高。电子产品制造商一般通过测试、老炼、筛选等手段将早期故障尽量剔除，然后提供给客户使用。当使用寿命期将尽，产品也即将进入故障高发期，需要报废或更新换代了。 由来 右图为浴盆曲线，那么浴盆曲线与产品寿命有什么关系呢? 电子产品的寿命一般都符合浴盆曲线，可分为三个阶段:

电工电子产品加速寿命试验(完整资料).doc

【最新整理，下载后即可编辑】 电工电子产品加速寿命试验之一 1概述 寿命试验是基本的可靠性试验方法，在正常工作条件下，常常采用寿命试验方法去评估产品的各种可靠性特征。但是这种方法对寿命特别长的产品来说，不是一种合适的方法。因为它需要花费很长的试验时间，甚至来不及作完寿命试验，新的产品又设计出来，老产品就要被淘汰了。因此，在寿命试验的基础上形成的加大应力、缩短时间的加速寿命试验方法逐渐取代了常规的寿命试验方法。 加速寿命试验是用加大试验应力(诸如热应力、电应力、机械应力等)的方法，激发产品在短时间内产生跟正常应力水平下相同的失效，缩短试验周期。然后运用加速寿命模型，评估产品在正常工作应力下的可靠性特征。加速环境试验是近年来快速发展的一项可靠性试验技术。该技术突破了传统可靠性试验的技术思路，将激发的试验机制引入到可靠性试验，可以大大缩短试验时间，提高试验效率，降低试验耗损。

2 常见的物理模型 元器件的寿命与应力之间的关系，通常是以一定的物理模型为依据的，下面简单介绍一下常用的几个物理模型。 2.1失效率模型 失效率模型是将失效率曲线划分为早期失效、随机失效和磨损失效三个阶段，并将每个阶段的产品失效机理与其失效率相联系起来，形成浴盆曲线。该模型的主要应用表现为通过环境应力筛选试验，剔除早期失效的产品，提高出厂产品的可靠性。 2.1 失效率模型图示： O 1 典型的失效率曲线 规定的失效率 随机失效 早期

失效 磨损失效 t 2.2应力与强度模型 该模型研究实际环境应力与产品所能承受的强度的关系。 应力与强度均为随机变量，因此，产品的失效与否将决定于应力分布和强度分布。随着时间的推移，产品的强度分布将逐渐发生变化，如果应力分布与强度分布一旦发生了干预，产品就会出现失效。因此，研究应力与强度模型对了解产品的环境适应能力是很重要的。

【加速老化实验】,加速老化试验计算公式

【加速老化实验】,加速老化试验计算公式 【加速老化实验】加速老化试验计算公式加速寿命试验 寿命试验(包括截尾寿命试验)方法是基本的可靠性试验方法。在正常工作条件下，常常采用寿命试验方法去估计产品的各种可靠性特征。但是这种方法对寿命特别长的产品来说，就不是一种合适的方法。因为它需要花费很长的试验时间，甚至来不及作完寿命试验，新的产品又设计出来，老产品就要被淘汰了。所以这种方法与产品的迅速发展是不相适应的。经过人们的不断研究，在寿命试验的基础上，找到了加大应力、缩短时间的加速寿命试验方法。 加速寿命试验是用加大试验应力(诸如热应力、电应力、机械应力等)的方法，加快产品失效，缩短试验周期。运用加速寿命模型，估计出产品在正常工作应力下的可靠性特征。 下面就加速寿命试验的思路、分类、参数估计方法及试验组织方法做一简单介绍。 1 问题 高可靠的元器件或者整机其寿命相当长，尤其是一些大规模集成电路，在长达数百万小时以上无故障。要得到此类产品的可靠性数量特征，一般意义下的载尾寿命试验便无能为力。解决此问题的方法，目前有以下几种： （１）故障数r=0的可靠性评定方法。 如指数分布产品的定时截尾试验 θL=2S(t0)

2χα(2) 22S(t)χαα00为总试验时间。为风险, =时，.1(2)=≈； 当α=时， χ(2)=≈6。 （２）加速寿命试验方法 如，半导体器件在理论上其寿命是无限长的，但由于工艺水平及生产条件的限制，其寿命不可能无限长。在正常应力水平S0条件下，其寿命还是相当长的，有的高达几十万甚至数百万小时以上。这样的产品在正常应力水平S0条件下，是无法进行寿命试验的，有时进行数千小时的寿命试验，只有个别半导体器件发生失效，有时还会遇到没有一只失效的情况，这样就无法估计出此种半导体器件的各种可靠性特征。因此选一些比正常应力水平S0高的应力水平S1，S2，…，Sk，在这些应力下进行寿命试验，使产品尽快出现故障。 （３）故障机理分析方法 研究产品的理、化、生微观缺陷，研究缺陷的发展规律，从而预测产品的故障及可靠性特征量。 2 加速寿命试验的思路 由产品故障的应力—强度模型（见图5-5） 图5-5 应力—强度模型 其中：R(t)=P(强度＞应力)，F(t)=P(应力≥强度) 当强度与应力均为确定型时，产品在t2故障。实际上强度与应力是概率风险型的，当均服从正态分布时，产品则可能提前在t1，以一定概率发生故障。

MTBF平均无故障时间

MTBF，即平均无故障时间，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。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。 指自动分析仪在校验期间的总运行时间（H）与发生故障次数（次）的比值，以“MTBF”表示，单位为：H/次。 随着伺服器的广泛应用，对伺服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内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。例如正在运行中的100只硬碟，一年之内出了2次故障，则每个硬碟的故障率为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 笔者最近看到一款可用于伺服器的WD Caviar RE2 7200 RPM 硬碟，MTBF 高达120万小时，保修 5年。120万小时约为137年，并不是说该种硬碟每只均能工作137年不出故障。由MTBF=1/λ可知λ=1/MTBF=1/137年，即该硬碟的平均年故障率约为0.7%，一年内，平均1000只硬碟有7只会出故障。上图所示为著名的“浴盆”曲线，左边斜线部分为早期故障率，其故障率一般较高且随着时间推移很快下降。曲线中部为使用寿命期，其故障率一般很低且基本固定。最右部为耗损期，失效率急速升高。电子产品制造商一般通过测试、老炼、筛选等手段将早期故障尽量剔除，然后提供给客户使用。当使用寿命期将尽，产品也即将进入故障高发期，需要报废或更新换代了。温度与器件的寿命明白了MTBF 和“浴盆”曲线的基本概念，我们对评估产品的使用寿命有了一定的掌握。在合适工作条件下器件使用寿命期内的故障率很低。广大电子爱好者都知道电子元器件的寿命，与工作温度是有密切关系的。以电脑主板上常用的也常出故障的电解电容器为例，其寿命会受到温度的影响。因此，应尽可能使电容器在较低的温度之下工作，如果电容器的实际工作温度超过了其规格范围，不仅其寿命会缩短，而且电容器会受到严重的损毁（例如电解液泄漏）。因此，在分析电脑主板上电容器的工作温度时，不仅要考虑机箱内整体环境温度及电容器自身的发热，还要考虑机箱内其他发热元件的热辐射（特别是CPU、稳压器、电源供应器等）。根据测试，通常2.0G的CPU消耗功率达56.7W，生成温度达70℃；而当频率提高至3.0G时， CPU温度往往超过90℃。在这样的高温烘烤下，主板上的电容器寿命会发生什么变化？为简化起见，不考虑纹波、频率、ESR等因素，电容器的估计寿命可用下述公式表示：其中，L0表示最高工作温度下的寿命，Tmax 表示最高工作温度，Ta表示实际环境温度。由此可见，如果环境温度每升高10℃，电容器寿命将下降一倍！由上图右面的曲线可明显看出，随着电容器工作环境温度的上升，其有效寿命急剧缩短。其中有效寿命（Useful life）是指该种电容器达到给定故障率的时间。

无故障时间计算公式

MTBF是什么和MTBF计算的方法(2009-06-02 21:28:38) 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%)；

设备完好率设备利用率设备故障率设备开动率OEEMTTR,MTTF,MTBF

设备完好率设备利用率设备故障率设备开动率 O E E M T T R,M T T F,M T B F Document serial number【UU89WT-UU98YT-UU8CB-UUUT-UUT108】

1、设备完好率 定义：设备完好率，指的是完好的生产设备在全部生产设备中的比重，它是反映企业设备技术状况和评价设备管理工作水平的一个重要指标。 计算公式：设备完好率=完好设备总台数/生产设备总台数× 100% 标准：所谓完好设备一般标准是： ①设备性能良好，如的精度达到工艺要求； ②设备运转正常，如零部件磨损、腐蚀程度不超过技术规定标准，润滑系 统正常、设备运转无超温、超压现象； ③、、油料等消耗正常，没有、、、的泄漏现象。对于各种不同类型的设 备，还要规定具体标准。例如的变速要齐全、滑动部分要灵敏、油路系统要等。 中的设备总台数包括在用、停用、封存的设备。在计算设备完好率时，除按全部设备计算外，还应分别计算各类设备的完好率。 2、设备利用率 定义：设备利用率是指每年度设备实际使用时间占计划用时的百分比。是指设备的使用效率。是反映设备工作状态及的技术经济。 在一般的企业当中，设备投资常常在总投资中占较大的比例。因此，设备能否充分利用，直接关系到投资效益，提高设备的利用率，等于相对降低了产品成本。所以，作为企业的管理者，在进行的时候，一定要充分认识到这一点。 一般包括：设备数量利用指标―实有设备安装率，已安装设备利用率；设备时间利用指标―设备制度台时利用率，设备计划台时利用率；设备能力利用

指标―设备负荷率；设备综合利用指标―设备综合利用率。过去，设备利用率一般仅指设备制度台时利用率。 计算公式： 公式一： 设备利用率=每小时实际/ 每小时×100% 公式二： 设备利用率=每班次（天）实际开机时数/ 每班次（天）应开机时数×100% 公式三： 设备利用率=某抽样时刻的开机台数/ 设备总台数×100% 3、设备故障率 定义：设备故障率是指事故（故障）停机时间与设备应开动时间的百分比，是考核设备技术状态、故障强度、维修质量和效率一个指标。 计算公式：故障造成的停机时间/设备工作运行时间×100% 4、设备开动率 定义：设备开动率是指在某一时间段内（如一班、一天等）开动机器生产所占的时间比率。 计算公式：设备实际开动时间/设备正常工作时间×100% 5、OEE 定义：设备综合效率是Overall Equipment Effectiveness，简称OEE。一般，每一个生产设备都有自己的最大理论产能，要实现这一产能必须保证没有任何干扰和质量损耗。当然，实际生产中是不可能达到这一要求，由于许

UPS平均无故障时间MTBF计算

UPS平均无故障时间MTBF计算 实现UPS系统的主要目的是改进可靠性，使其达到最佳技术性能，最终目标是完全消除发生故障或间断的可能。50年代，第一台静态UPS系统出现时，它们由一个整流器，电池及逆变器构成。逆变器用于稳定输出电源，并在发生整流器故障的情况下，向负载短时间供电（靠电池单独维持）。这种简单的UPS电路结构的可靠性，主要取决于逆变器的可靠性。逆变器的故障将直接导致负载失效。而且，失效时间（不提供负载电流）一直要延续到逆变器修复为止。在60年代早期，引入了静态旁路切换开关，从而当发生逆变器故障或过载时，能够无间断地将负载切换至备用电网供电电源。尽管备用电网供电电源远不如UPS那么可靠，但发生逆变器故障时，它可作为储备电源，在逆变器修理期间继续向负载供电。这一新的结构，切实提高了总体可靠性，使可靠性不再主要取决于逆变器的可靠性。带静态开关的新型UPS的可靠性，取决于备用电网供电电源的品质（MTBFMAINS）、UPS的修复时间（MTTRUPS）、并取决于静态开关的可靠性。此外，本文（第4页）还阐述了，MTBFMAINS和` MTTRUPS 对于UPS整体可靠性的影响。 近年来，依赖于计算机控制实时信息系统的日常活动呈指数上，对于高可靠UPS配置的需求已成千真万确的事实。特别重要的关键用电设备，不能仅靠单个带静态旁路开关的UPS这样的电源配置；具有（n+1）个并联冗余备用UPS的供电配置，正在成为当今的标准要求。本文阐述各种不同UPS配置的可靠性。整流器/升压电路，电池，逆变器，静态旁路及其它部件的可靠性指标，源于资料MIL-HDBK-217 F (Not.2 1995) 中列举的可靠性数据。以下计算，在NEWAVE CONCEPTPOWER（概念电源）UPS-系列产品得以实施，并得到现场统计的证实。可惜，因NEWAVE公司的规定，不能公布这些统计资料。 1.无静态旁路切换开关（SBS）的UPS单机 1

变频器的平均无故障时间MTBF的概述以及计算方法

The following method is used for calculation of MTBF (Mean Time Between Failure) based on field failures for ACS 400. Only complete inverter module returns are considered in the calculation. The same method can be used for essentially all products where field failures can be measure by quantity and in time. 1. Basic Formulas. The most common and simplest way of looking at reliability is to assume that an exponential distribution applies. The reliability (R) or proportion of drives that remains functional after a specific time (t) can then be expressed as: MTBF t e R -= This formula can be rewritten as: R MTBF ln 1-= MTBF can now be calculated when reliability (R) is known. Reliability in this case is just a number that expresses how many units that are functional after a period of time. For example, if we are looking at 1000 drives for 1 year and find that 50 of the drives failed during the year, R = (1000 – 50)/1000 = 0.95. MTBF can be calculated to be 19.5 years using the formula above. The reason why the unit of measure becomes years in this case is that we looked at the drives for 1 year. If the period of time had been ? year, MTBF would be 19.5 ? years = 9.75 years. Note that the crude method of just dividing the number of drives looked at (1000) with the number of failures (50), yields a similar result (20 years). The difference is in that using the exponential distribution takes into account the fact that the number of drives left in operation declines during the year. 2. Specific method used by New Berlin When MTBF is to be calculated, the period of time during which failures are counted must be determined. One major factor in selecting a time period is that failure rate has seasonal variations due to ambient temperature variations and variations in loading. For New Berlin this effectively means that the time during which failures are counted must be a multiple of 1 year. A 1 year period of time was chosen because if time is longer, the waiting period before an MTBF value can be calculated becomes too long. Another consideration is what batch of drives to use for each MTBF calculation. In New Berlin we choose the drives produced in each month since the amount of drives is sufficiently large (approx. 3000) to produce a reasonable amount of failures during a year. The amount of failures affects the error in the MTBF calculation (see below) and it should therefore be chosen accordingly. The third decision to make is when to start the year during which failures are counted. A dwell time after the production month is obviously necessary because it takes time for the drives to get into operation. In addition, the initial start up of drives and the initial period in operation is likely to have a higher failure rate (infant mortality) and an MTBF value should not include these extraordinary events.