镇江可以做平均无故障时间测试

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**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**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表示较高工作温度下的寿命，Tmax表示较高工作温度，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。

二、MTBF试验法
1、试验方法，实验方式主要有：全寿命试验、定时截尾试验、定数截尾试验。
全寿命试验要求所有样品都在试验中较终都失效，只需要采用简单的算术平均值就可以计算出MTBF。但事实上需要试验样品在试验过程中全部失效，所需要的试验时间可能长大几年、十几年甚至上**，因此此方法只可能使用于产品的寿命时间比较短的产品。
定时截尾试验指试验到规定的时间终止。
定数截尾试验指试验到出现规定的故障数或失效数时而终止。
2、计算方法 MTBF=AF*
AF：Accelerate Factor，加速因子
T：Total Power on Time，总的开机运行时间
X2(α,2r+2)：卡方公式
C：Confidential Level，信心度水平
α：生产者的冒险率，即：1-C
r：失效数，Number of Failures
加速因子AF即为产品在正常使用条件下的寿命和高测试应力条件下的寿命的比值。
如果温度是产品一的加速因素，一般采用Arrhenius Model（阿氏模型）。当产品寿命适用于阿氏模型，则其加速因子公式为：AF=e{ Ea/Kb*[1/Tn-1/Ta]}。
Ea：活化能，单位eV
Kb：Boltzmann Constant波茲曼常数，(0.00008623eV/°k)
Tn：正常操作条件**温度(°k)
Ta：加速寿命试验条件**温度(°k)
E：2.718
活化能Ea定义：是分子与化学或物理作用中需具备的能量，单位为eV (electron-Volts)。用以追赶阻隔潜在故障与实际失效所需的能量。
活化能高，表示对温度变化影响比较显著。当试验的温度与使用温度差距范围不大时，Ea可设为常数。
一般电子产品在早夭期失效的Ea为0.2~0.6eV，正常有用期失效的Ea趋近于1.0eV；衰老期失效的Ea大于1.0eV。
根据Compaq可靠度工程部（CRE）的测试规范，Ea是机台所有零件Ea的平均值。如果新机种的Ea无法计算，可以将Ea设为0.67eV，做常数处理。
卡方公式是一个评估可信度的公式。信心度水平相当于对MTBF准确性的要求，因此冒险率越小，X2就越大，计算的MTBF越小，可信度越高。同时失效数r越大，不良率就高了，X2自然也变大，在同样的时间下MTBF就会变小。
例：30台样品，信心度为0.6，MTBF目标值为240000小时，用户使用温度为35度，测试温度为40度。假设在测试11天后，有一台失效，替换失效样品，即仍然是30台接着测试，求继续测试时需要的总时间t及MTBF测试要用的天数d。
解：MTBF=240000h，AF=1.47，C=0.6，α=1-C=0.4，r=1， X2(α,2r+2)=4.04
此方式是目前选择较多的方法。
MTBF图册
电源供应器对电脑来说，重要性不言而喻。影响电源供应器寿命的因素很多，如负载大小、振动和周边的环境温度等。其中，环境温度很重要，所以选择合适的风扇，排放出由电源供应器内部的热量非常关键。电源供应器的MTBF，在很大程度上是由其内部的电解电容器MTBF值所决定的。因随着温度的上升，电容器的寿命急剧缩短，所以电源供应器的工作温度如能得到降低，其寿命就会更长一些。
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、TelcordiaSR332、SiemensNorm、Fides或UTEC80-810（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。

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*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。较右部为耗损期，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。
一、MTBF预测法
1、相关标准，目前用于MTBF预计计算的主要标准为MIL-HDBK-217F，对应国内版本为G J B 2 9 9 B。该标准为美军的可靠性预计手册，用于MTBF的预计计算。该标准从95年发布较后一版后不再对其进行更新维护，这本身也反应了标准本身的局限性。
2、预计法的局限性，MIL-HDBK-217F采用了应力分析法和元件计数法分析产品的MTBF。该方法通过元器件的数量以及零件的故障率评估产品的无故障时间。这种方法假设了产品的器件都工作在预期的工作应力下，实际上由于不可预期的因素，产品可能会有瞬间的过应力。另外还有一种情况就是部分对产品寿命有影响的应力难以评估周全。没有充分考虑产品的生产工艺、人为因素对产品可靠性的影响。同时在计算参数的选择上受计算人员对系数的掌握和了解程度影响很大，因此和实际值相比会有很大的差异。
3、基本公式及参数
Failure rate=λp = λb *πE*πQ*πC*πS*πA*πL*πT
λb:零件基础失效率
πE 环境因素Environment factor)
πQ 品质因素：(Quality factor)
πA 应用因素：(Application factor)
πC 复杂性因素：(Quality factor)
πL 累计因素：(Learning factor)
πS 电应力因素：(Electrical Stress factor)
πT 温度因素：(Temperature factor)
这种方法较大的优势是可以在有限的时间里完成对产品MTBF值的较准确预估。
MTBF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

MTBF，即平均无故障时间，英文全称是Mean Time Between Failures。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。磁盘阵列产品一般MTBF不能低于50000小时。MTBF值是产品设计时要考虑的重要参数，目前主流产品的平均无故障时间（MTBF）达到了100000小时以上。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。