平均故障間隔時(shí)間 （MTBF） 是您在產(chǎn)品數(shù)據(jù)表中看到的常見指標(biāo)，通常作為可靠性和耐用性的標(biāo)志。但是，盡管 MTBF 被廣泛使用， 也是工程學(xué)中最容易被誤解的數(shù)字之一。

許多工程師和決策者通常會(huì)對不同供應(yīng)商提供的 MTBF 值信以為真。他們直接比較這些數(shù)值。這似乎合乎邏輯，對嗎？數(shù)值越高，意味著產(chǎn)品越可靠。但事實(shí)并非如此。

這種做法雖然直觀，卻可能導(dǎo)致誤導(dǎo)性結(jié)論和錯(cuò)誤選擇。讓我們來解釋一下，為什么價(jià)值比較并不像看起來那么簡單，以及為什么深入挖掘很重要。

MTBF 實(shí)際上告訴你什么

平均故障間隔時(shí)間是系統(tǒng)中故障間隔時(shí)間的統(tǒng)計(jì)估計(jì)值。它假設(shè)故障率在其使用壽命期間保持不變。

通常，表達(dá)式以小時(shí)為單位，并根據(jù)以下標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行計(jì)算： 

● Telcordia SR-332 （在電信設(shè)備中很受歡迎） 

● MIL-HDBK-217（用于軍事和航天航空環(huán)境） 

● IEC 62380 / 61709（常見于工業(yè)應(yīng)用）

這些標(biāo)準(zhǔn)包括以下變量： 

● 環(huán)境因素（例如，工作溫度） 

● 組件故障率 

● 系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)踐（如組件降額） 負(fù)載和熱應(yīng)力

雖然平均故障間隔時(shí)間可以提供特定條件下的預(yù)期可靠性，但它并不能說明全部問題，當(dāng)然也不能保證產(chǎn)品的實(shí)際性能。

如果供應(yīng)商使用不同的計(jì)算方法，就無法比較它們的 MTBF 值，情況就更加棘手了。

為什么MTBF的比較會(huì)產(chǎn)生誤導(dǎo)？

1. 標(biāo)準(zhǔn)不同，結(jié)果不同

Each MTBF calculation standard has its own set of assumptions, which can significantly impact the outcome. For example:

每種 MTBF 計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)都有自己的一套假設(shè)，會(huì)對計(jì)算結(jié)果產(chǎn)生重大影響。例如：

Telcordia SR-332 assumes relatively stable telecom-grade environments, which might not apply to harsher industrial or military conditions. 

Telcordia SR-332 假設(shè)電信級環(huán)境相對穩(wěn)定，這可能不適用于更惡劣的工業(yè)或軍事條件。

MIL-HDBK-217 uses more conservative assumptions, often resulting in lower MTBF values. 

MIL-HDBK-217 使用更保守的假設(shè)，通常會(huì)導(dǎo)致 MTBF 值較低。

IEC 62380 might include considerations like temperature cycling, which others omit. 

IEC 62380 可能包括溫度循環(huán)等考慮因素，而其他人則忽略了這些因素。

Comparing MTBF values calculated using these different standards is like comparing apples to oranges, the underlying assumptions are completely different. 

 比較使用這些不同標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算的 MTBF 值就像比較蘋果和橘子，其基本假設(shè)完全不同。

2. 樂觀的條件會(huì)膨脹結(jié)果

Suppliers sometimes calculate mean time between failures under idealized conditions to present higher figures. For instance: 

供應(yīng)商有時(shí)會(huì)在理想化的條件下計(jì)算平均故障間隔時(shí)間，以提出更高的數(shù)字。例如：

● 假設(shè)產(chǎn)品將在溫度穩(wěn)定的低壓力環(huán)境中運(yùn)行。

● 忽略電源浪涌、機(jī)械振動(dòng)或溫度波動(dòng)等實(shí)際因素。

● 依賴于可能無法反映典型使用情況的降額組件（工作溫度遠(yuǎn)低于其最大額定值）。

如果供應(yīng)商 A 比供應(yīng)商 B 使用了更樂觀的假設(shè)，那么他們的 MTBF 值在紙面上看起來會(huì)更好，即使產(chǎn)品在實(shí)際條件下并不可靠。

3. 部件質(zhì)量和設(shè)計(jì)理念

產(chǎn)品的可靠性不僅與數(shù)字有關(guān)，還與部件的質(zhì)量和設(shè)計(jì)方式有關(guān)：

● 一個(gè)供應(yīng)商可能會(huì)優(yōu)先考慮成本效益，這可能會(huì)增加部件的壓力，降低可靠性。

● 另一種選擇可能會(huì)使用更好的部件。這可能會(huì)提高長期性能，但成本可能會(huì)更高。

MTBF 計(jì)算通常無法捕捉到這些細(xì)微差別，因此很難判斷產(chǎn)品的真正穩(wěn)健性。

4. 不同故障率數(shù)據(jù)庫

供應(yīng)商依靠組件故障率數(shù)據(jù)庫來計(jì)算 MTBF。這些數(shù)據(jù)庫的準(zhǔn)確性可能各不相同：

● 有些供應(yīng)商可能會(huì)使用通用的故障率，而這些故障率并不反映實(shí)際的部件性能。

● 其他供應(yīng)商可能依賴過時(shí)或過于樂觀的數(shù)據(jù)。

如果某個(gè)供應(yīng)商使用了更好（或更差）的故障率數(shù)據(jù)，那么即使產(chǎn)品在其他方面相似，其 MTBF 數(shù)據(jù)也會(huì)大相徑庭。

誤讀MTBF的風(fēng)險(xiǎn)

誤解或高估平均故障間隔時(shí)間會(huì)導(dǎo)致若干問題：

1. 對高 MTBF 值的錯(cuò)誤信任： 高 MTBF 值可能看起來很好，但如果基本假設(shè)存在缺陷，它并不能保證可靠性。

2. 錯(cuò)誤的采購決策：平均故障間隔時(shí)間較低的產(chǎn)品實(shí)際上可能更可靠，尤其是在更惡劣的條件下。

3. 忽視實(shí)際數(shù)據(jù)會(huì)導(dǎo)致誤解： 現(xiàn)場的實(shí)際性能和保修退貨率能讓人更好地了解可靠性。這比依賴 MTBF 理論值更準(zhǔn)確。

如何明智使用MTBF數(shù)據(jù)

要充分利用 MTBF 數(shù)據(jù)并避免其缺陷，請考慮以下最佳實(shí)踐：

了解MTBF計(jì)算細(xì)節(jié)

請務(wù)必檢查計(jì)算時(shí)使用的標(biāo)準(zhǔn)以及假設(shè)條件（如運(yùn)行條件、部件質(zhì)量）。

RECOM 數(shù)據(jù)表中明確說明了 MTBF 的計(jì)算條件。例如，“根據(jù) MIL-HDBK-217F，GB，+25°C”，這意味著使用的標(biāo)準(zhǔn)是軍事手冊第 217 號 F 版，受控環(huán)境條件為地面良性，環(huán)境溫度為 25°C。

alt文本： RECOM 數(shù)據(jù)表中的 MTBF 計(jì)算條件

驗(yàn)證可比較的MTBF值

僅比較在相同條件下使用相同標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算的 MTBF 值。

如果競爭對手使用相同的計(jì)算假設(shè)，則 MTBF 計(jì)算結(jié)果可以進(jìn)行比較。但是，如果他們選擇不同的溫度或環(huán)境條件，結(jié)果可能就不一樣了。

這是因?yàn)樵谟?jì)算平均故障間隔時(shí)間時(shí)，使用了組件的基本可靠性乘以若干運(yùn)行影響因素，如環(huán)境（如溫度、沖擊、振動(dòng)）、組件相互作用（如交叉干擾或相互加熱）和質(zhì)量（組件公差、質(zhì)量控制等）。

例如，最重要的變量之一就是質(zhì)量因素。RECOM 對供應(yīng)商進(jìn)行審核，我們的生產(chǎn)設(shè)施通過了 ISO 認(rèn)證，這意味著我們的部件性能始終如一。

考慮現(xiàn)實(shí)世界的可靠性指標(biāo)

評估實(shí)際性能指標(biāo)，如現(xiàn)場故障率、保修退貨率和正常運(yùn)行時(shí)間。

MTBF 是一種預(yù)測工具。如果電源在使用 2 年后故障率低于 1%，那么所需的 MTBF 將為（2 x 365 x 24）/1%=175 萬小時(shí)。

因此，舉例來說，如果應(yīng)用需要一個(gè)緊湊型 5W AC/DC 電源，并使用 RECOM 的 RAC05-K/277 系列（25°C 時(shí)的 MTBF = 225 萬小時(shí)），設(shè)計(jì)人員就可以確信，在使用兩年后，由于電源引起的現(xiàn)場故障將大大低于百分之一（實(shí)際上接近于已安裝設(shè)備的 250 分之一）。

考慮應(yīng)用

如果 MTBF 較低的產(chǎn)品能更好地適應(yīng)環(huán)境（如極端溫度、振動(dòng)），那么在特定的使用情況下，它的性能可能仍會(huì)優(yōu)于 MTBF 較高的產(chǎn)品。

回到上述 RAC05-K/277 的例子，在 +40°C 溫度條件下，平均故障間隔時(shí)間為 180 萬小時(shí)，因此，即使在環(huán)境溫度較高的情況下，經(jīng)過兩年的有效服務(wù)，現(xiàn)場故障率預(yù)計(jì)仍低于已安裝設(shè)備的百分之一。

該部件還符合軍用級沖擊和振動(dòng)標(biāo)準(zhǔn) MIL-STD-202G，工作溫度范圍為 -40°C 至 +90°C，并通過了 OVCIII 類過電壓認(rèn)證。這些附加規(guī)格增強(qiáng)了對 MTBF 數(shù)據(jù)的信心。

關(guān)于平均故障間隔時(shí)間和可靠性的最終想法

MTBF 是在受控條件下預(yù)測可靠性的有用工具，但遠(yuǎn)非衡量實(shí)際性能的確切標(biāo)準(zhǔn)。在不了解具體的情況下直接比較供應(yīng)商之間的 MTBF 值不僅沒有幫助，反而會(huì)產(chǎn)生誤導(dǎo)。

不要受限于 MTBF，而要注重對可靠性的整體評估?？紤]實(shí)際數(shù)據(jù)、設(shè)計(jì)實(shí)踐和特定應(yīng)用測試。通過超越表面的比較，您將做出更明智的決策，并找到真正適合您需求的產(chǎn)品。