芯耀
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公司使用MTBF（Mean Time Between Failures平均無故障時(shí)間）、MTTF（Mean Time To Failure平均失效前時(shí)間）和FIT（Failures In Time失效率）數(shù)據(jù)來展示產(chǎn)品或組件的可靠性，并確定需要生產(chǎn)多少數(shù)量。制造商在計(jì)算這些數(shù)值時(shí)采用的方法和條件各不相同，本文將對這些術(shù)語的一般定義以及它們是如何得出的進(jìn)行介紹。
MTBF是衡量硬件或組件可靠性的一個(gè)指標(biāo)。它定義為給定設(shè)備或系統(tǒng)的故障間隔時(shí)間，通常以小時(shí)為單位。這個(gè)統(tǒng)計(jì)值旨在表示在長時(shí)間內(nèi)，對于大量樣本，給定組件的隨機(jī)故障之間將經(jīng)過的平均時(shí)間。它還表示根據(jù)系統(tǒng)中各種組件的已知故障率計(jì)算出的系統(tǒng)可靠性。
例如：
如果市場上有1000個(gè)產(chǎn)品在運(yùn)行；可以估計(jì)在100小時(shí)后會有多少單位出現(xiàn)故障，并確定需要準(zhǔn)備多少產(chǎn)品來替換。
在這種情況下使用的計(jì)算公式是1000個(gè)單位×100小時(shí)=100,000小時(shí)/單位。
如果MTBF為50,000小時(shí)，那么預(yù)計(jì)的故障數(shù)量是100,000÷50,000=2個(gè)單位。因此需要準(zhǔn)備2個(gè)單位來替換故障單位。
由于制造商的計(jì)算方法和計(jì)算條件不同，MTBF的計(jì)算值也會有所不同。有兩種計(jì)算方法以及根據(jù)它們?nèi)绾谓M合而定的各種環(huán)境條件。這就是為什么有多種計(jì)算結(jié)果的原因。
MTTF表示產(chǎn)品在初次使用后到出現(xiàn)故障的時(shí)間。
MTBF和MTTF使用相同的計(jì)算方法，但MTBF用于可維修的產(chǎn)品，而MTTF用于不可維修或維修成本過高的產(chǎn)品。
FIT是表示故障率的單位，表示每10^9小時(shí)發(fā)生多少次故障。
例如，在10FIT的情況下，每10^9小時(shí)會發(fā)生10次故障。
可以使用以下公式根據(jù)可靠性數(shù)據(jù)中的MTBF或MTTF來計(jì)算FIT值。
顯然，平均無故障時(shí)間（MTBF）越高，部件在給定條件下運(yùn)行更長時(shí)間的幾率就越大。MTBF與產(chǎn)品的使用壽命預(yù)期無關(guān)，因此與產(chǎn)品壽命沒有聯(lián)系。
例如，假設(shè)一個(gè)TDK電容器的MTBF為6918年（16.5失效時(shí)間間隔，F(xiàn)IT），這并不意味著該電容器能持續(xù)這么久（顯然，沒有人能夠?qū)Σ考M(jìn)行這么長時(shí)間的測試）。如果我們假設(shè)一年有8760小時(shí)（365天×24小時(shí)/天），并且我們想知道該電容器在10年內(nèi)無故障運(yùn)行的概率是多少，我們可以進(jìn)行以下計(jì)算：
6918年×8760小時(shí)/年=60,601,680小時(shí)
10年×8760小時(shí)/年=87,600小時(shí)
87,600小時(shí)/60,601,680小時(shí)=0.0014455
e^-0.0014455=0.99856
由于概率以百分比表示，這意味著該部件在10年期內(nèi)有99.856%的幾率能正常工作。
顯然，6918年對于電容器來說是一個(gè)極其漫長的時(shí)間，不太可能達(dá)到這么長的使用壽命。然而，重要的是要考慮到電容器并不是獨(dú)立工作的。它是電路中執(zhí)行某種功能的一個(gè)組成部分，而該電路又是更大系統(tǒng)的一部分。有時(shí)，如果電路中的一個(gè)元件出現(xiàn)故障，整個(gè)電路將停止工作。這將導(dǎo)致系統(tǒng)停機(jī)，并使產(chǎn)品無法使用。為了計(jì)算整個(gè)系統(tǒng)的MTBF，需要取所有FIT數(shù)值之和的倒數(shù)。讓我們通過一個(gè)例子來更清楚地了解FIT數(shù)值的含義。假設(shè)某個(gè)特定電路中有70個(gè)電容器。所有這些電容器的FIT數(shù)值都是16.5（與前面的例子相同）。要找到MTBF，您可以進(jìn)行以下計(jì)算：
MTBF=1/(16.5×70)=0.0008658008658
0.0008658008658×10^9=865,800小時(shí)
對于電路中的70個(gè)電容器，它們的組合MTBF顯著降低。如果我們想知道該電路在10年后仍能正常工作的幾率，按照前面例子的相同計(jì)算步驟，結(jié)果將是90.3%。此外，請注意，此時(shí)的MTBF更加合理，865,800小時(shí)大約等于98年。還要考慮到這是以運(yùn)行小時(shí)數(shù)為單位的。因此，對于24小時(shí)不間斷運(yùn)行的東西，平均故障時(shí)間將是9.88年。但是，如果它用在汽車上，例如，那么這個(gè)時(shí)間將會長得多。
假設(shè)汽車每天運(yùn)行4小時(shí)，每年運(yùn)行1460小時(shí)；那么MTBF將是865,800/1460，即593年。汽車在10年內(nèi)不出現(xiàn)故障的概率現(xiàn)在是e的-(10/593)次方=0.983，即98.3%。與90.4%相比，這個(gè)數(shù)字要好得多。MTBF數(shù)值的另一種用途是用于計(jì)算系統(tǒng)的可用性。
綜上，MTBF和MTTF是用來描述系統(tǒng)或設(shè)備級別的故障間隔時(shí)間，而FIT是用來描述某單一器件的失效率的單位。FIT越小越好，MTBF和MTTF越大越好。
