MTBF
概述
MTBF(平均故障間隔)是可靠度工程及制造工程學(xué)的名詞,取自英文“Mean Time BetweenFailures”的縮寫(xiě),意即是產(chǎn)品在操作使用或測(cè)試期間的平均連續(xù)無(wú)故障時(shí)間,需要注意的是,這里探討的MTBF并非一個(gè)實(shí)測(cè)值,而是在產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段工程師依據(jù)理論所估算出的參考值。使用平均故障間隔時(shí),一般假設(shè)故障的系統(tǒng)可以立刻修復(fù)。倘若故障的系統(tǒng)無(wú)法修復(fù),一般改用MTTF(故障前平均時(shí)間)來(lái)說(shuō)明。
平均故障間隔并非指系統(tǒng)一定出現(xiàn)物理性損壞,而是取決于該系統(tǒng)如何定義“故障”。例如對(duì)于需要高可靠性的復(fù)雜系統(tǒng)來(lái)說(shuō),“故障”就可能指的是系統(tǒng)出現(xiàn)預(yù)期以外的狀況使得必須停止工作并維護(hù)。能通過(guò)良好的維護(hù)而加以避免,或者直接導(dǎo)致設(shè)備除役的“故障”以及計(jì)劃內(nèi)必須使設(shè)備停止工作的維護(hù)并不在這個(gè)定義所考慮的范疇之內(nèi)。
原理
失效時(shí)間是指上一次設(shè)備恢復(fù)正常狀態(tài)(圖中的up time)起,到設(shè)備此次失效那一刻(圖中的down time)之間間隔的時(shí)間。
MTBF值是產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)要考慮的重要參數(shù),可靠度工程師或設(shè)計(jì)師經(jīng)常使用各種不同的方法與標(biāo)準(zhǔn)來(lái)估計(jì)產(chǎn)品的MTBF值。不過(guò)這些估算的數(shù)值和實(shí)際的平均故障間隔仍有相當(dāng)?shù)牟罹?。?jì)算平均故障間隔的目的是為了找出設(shè)計(jì)中的薄弱環(huán)節(jié)。
計(jì)算公式
MTBF是可修復(fù)產(chǎn)品可靠性的一種基本參數(shù)。度量方法為:在規(guī)定的條件下和規(guī)定的時(shí)間內(nèi),產(chǎn)品的壽命單位總數(shù)與故障總次數(shù)之比。
MTBF值是產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)要考慮的重要參數(shù),可靠度工程師或設(shè)計(jì)師經(jīng)常使用各種不同的方法與標(biāo)準(zhǔn)來(lái)估計(jì)產(chǎn)品的MTBF值。相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)包括MIL-HDBK-217F、TelcordiaSR332、Siemens Norm、Fides或UTE C80-810(RDF2000)等。不過(guò)這些方法估計(jì)到的值和實(shí)際的平均故障間隔仍有相當(dāng)?shù)牟罹?。?jì)算平均故障間隔的目的是為了找出設(shè)計(jì)中的薄弱環(huán)節(jié)。
MTBF的數(shù)學(xué)式表達(dá):
另外,在工程學(xué)上,常用希臘字母θ來(lái)表示MTBF,既有:
在概率論中,可用?(t)形式的概率密度方程表示MTBF,既有:
此處?指的是直到下次失效經(jīng)過(guò)時(shí)長(zhǎng)的概率密度方程——滿(mǎn)足標(biāo)準(zhǔn)概率密度方程——
設(shè)有一個(gè)可修復(fù)的產(chǎn)品在使用過(guò)程中,共計(jì)發(fā)生過(guò)N0次故障,每次故障后經(jīng)過(guò)修復(fù)又和新的一樣繼續(xù)投入使用,其工作時(shí)間分別為:T0,T1。那么產(chǎn)品的平均故障間隔時(shí)間,也就是平均壽命為Q為:(T0+T1)/N0。
關(guān)于MTBF值的計(jì)算方法,通用的性標(biāo)準(zhǔn)是MIL-HDBK-217、GJB/Z299B和Bellcore,分別用于jun工產(chǎn)品和民用產(chǎn)品。其中,MIL-HDBK-217是由美國(guó)*部可靠性分析中心及Rome實(shí)驗(yàn)室提出并成為行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),專(zhuān)門(mén)用于jun工產(chǎn)品MTBF值計(jì)算,GJB/Z299B是我國(guó)jun用標(biāo)準(zhǔn);而B(niǎo)ellcore是由AT&TBell實(shí)驗(yàn)室提出并成為商用電子產(chǎn)品MTBF值計(jì)算的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。
MTBF計(jì)算中主要考慮的是產(chǎn)品中每個(gè)器件的失效率。但由于器件在不同的環(huán)境、不同的使用條件下其失效率會(huì)有很大的區(qū)別,例如,同一產(chǎn)品在不同的環(huán)境下,如在實(shí)驗(yàn)室和海洋平臺(tái)上,其可靠性值肯定是不同的;又如一個(gè)額定電壓為16V的電容在實(shí)際電壓為25V和5V下的失效率肯定是不同的。所以,在計(jì)算可靠性指標(biāo)時(shí),必須考慮上述多種因素。所有上述這些因素,幾乎無(wú)法通過(guò)人工進(jìn)行計(jì)算,但借助于軟件如MTBFcal軟件和其龐大的參數(shù)庫(kù),我們就能夠輕松得出MTBF值。
MTBF測(cè)試的實(shí)際意義
1、針對(duì)高頻率故障零件的重點(diǎn)對(duì)策及零件壽命延長(zhǎng)的技術(shù)改造依據(jù)。
2、進(jìn)行零件壽命周期的推算及佳維修計(jì)劃編制。
3、有關(guān)點(diǎn)檢對(duì)象、項(xiàng)目的選擇與點(diǎn)檢基準(zhǔn)的設(shè)定、改善。
4、用于指導(dǎo)內(nèi)外部維修工作分配。根據(jù)公司內(nèi)設(shè)備修復(fù)能力的評(píng)價(jià),以設(shè)備類(lèi)型、作業(yè)種類(lèi)的不同來(lái)決定內(nèi)部分別承擔(dān)工作的維修質(zhì)量與設(shè)備效率方面的風(fēng)險(xiǎn),作為維修外包的重要參考。
5、設(shè)定備品備件基準(zhǔn)。機(jī)械、電氣零件的各儲(chǔ)備項(xiàng)目及基本庫(kù)存數(shù)量,應(yīng)根據(jù)MTBF的記錄分析來(lái)判斷,使其庫(kù)存水平達(dá)到經(jīng)濟(jì)的狀況。
6、作為選擇維修技術(shù)方法改善重點(diǎn)的參考依據(jù)。為了提高設(shè)備開(kāi)動(dòng)率,必須縮短與設(shè)備停機(jī)相關(guān)的長(zhǎng)時(shí)間維修作業(yè)及工程調(diào)整、切換的時(shí)間。因此,有必要對(duì)維護(hù)作業(yè)方法進(jìn)行檢驗(yàn),而其檢驗(yàn)的項(xiàng)目、**順序的選擇等基本情況,均需要依據(jù)MTBF的分析記錄表。
7、用于設(shè)備對(duì)象設(shè)定預(yù)估運(yùn)行時(shí)間標(biāo)準(zhǔn),及其維護(hù)作業(yè)的選定與維護(hù)時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)的研究。維修計(jì)劃預(yù)估時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)定及維護(hù)作業(yè)的選定,必須考慮設(shè)備維護(hù)重復(fù)周期或標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間值與實(shí)際維護(hù)時(shí)間的差異及相應(yīng)維護(hù)作業(yè)特性等因素,因此,MTBF分析表是非常必要的。
8、圖樣整理及重新選定重點(diǎn)設(shè)備或零件時(shí)的參考。MTBF的分析記錄表所記錄的設(shè)備零件改造項(xiàng)目或摩擦劣化等信息,以及設(shè)備圖樣修改或前期制作等情況,通過(guò)能經(jīng)常作分析檢驗(yàn)及重要性排序管理,可以使工程圖樣管理變得較容易。
9、運(yùn)行操作標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)定、修訂及決定設(shè)備維護(hù)業(yè)務(wù)的責(zé)任分派。
10、提供設(shè)備的可靠性、可維修性設(shè)計(jì)的技術(shù)資料。維護(hù)技術(shù)重要的是以MTBF分析表為基礎(chǔ),收集有關(guān)設(shè)備的可靠性、可維修性設(shè)計(jì)的技術(shù)信息,以便提供給設(shè)計(jì)部門(mén)在設(shè)計(jì)設(shè)備時(shí)參考。
MTBF測(cè)試的費(fèi)用及周期
MTBF測(cè)試的費(fèi)用,是按照每小時(shí)的單位價(jià)格x測(cè)試周期來(lái)收取的,但是也要看項(xiàng)目的實(shí)際測(cè)試時(shí)間和難易程度,一般來(lái)說(shuō)測(cè)試周期和單位價(jià)格成反比。
MTBF是一項(xiàng)耗時(shí)非常長(zhǎng)的測(cè)試項(xiàng)目,一般少的測(cè)試周期為1萬(wàn)小時(shí),有些產(chǎn)品甚至?xí)y(cè)試10幾萬(wàn)小時(shí)。
MTBF的測(cè)試周期會(huì)根據(jù)樣機(jī)數(shù)量進(jìn)行均攤,也就是說(shuō)能夠提供的樣機(jī)數(shù)量越多,測(cè)試周期越短。
MTBF的常見(jiàn)問(wèn)題
1、能否根據(jù)MTBF的時(shí)間為產(chǎn)品建立定期維護(hù)保養(yǎng)計(jì)劃
答案:不能
MTBF是根據(jù)一組數(shù)據(jù)計(jì)算得到的平均數(shù)。也就是說(shuō),將一組數(shù)據(jù)生成一個(gè)柱狀圖,其中平均值是MTBF。假設(shè)這個(gè)分布是正態(tài)分布,我們將得到下圖所示的正態(tài)曲線,MTBF位于圖表中間。
觀察上面的正態(tài)曲線就能知道,50%的樣本MTBF是小于平均值的,如果我們以等于MTBF時(shí)間的頻率實(shí)施預(yù)防計(jì)劃,它將有50%的失敗概率。因此,我們不能完全根據(jù)MTBF的時(shí)間來(lái)建立產(chǎn)品定期維護(hù)保養(yǎng)計(jì)劃。但是,可以考慮以MTBF的正態(tài)分布為基礎(chǔ),根據(jù)能接受的風(fēng)險(xiǎn)水平制定定期維護(hù)保養(yǎng)計(jì)劃。
2、能否根據(jù)MTBF來(lái)計(jì)算出產(chǎn)品的失效率
答案:可以
故障率:在單位時(shí)間內(nèi)(一般以年為單位),產(chǎn)品的故障總數(shù)與運(yùn)行的產(chǎn)品總數(shù)之比叫做故障率,常用λ表示。
例如,共有1000臺(tái)設(shè)備運(yùn)行,一年之內(nèi)出了2次故障,那么該設(shè)備的故障率為2/1000=0.002次/年。
當(dāng)產(chǎn)品的壽命服從指數(shù)分布時(shí),故障率的倒數(shù)就是MTBF(MTBF = 1 / λ),即平均故障間隔時(shí)間。
例如某產(chǎn)品A的MTBF為22萬(wàn)小時(shí)。22萬(wàn)小時(shí)約為25年,并不是說(shuō)A產(chǎn)品能工作25年不出故障。因?yàn)镸TBF=1/λ,所以可以計(jì)算出故障率λ=1/MTBF=1/25=4%,即A產(chǎn)品的平均年故障率為4%,一年內(nèi),平均100臺(tái)產(chǎn)品會(huì)有4臺(tái)出故障。
要注意的一點(diǎn)是:雖然指數(shù)分布是可靠性分析中適用的,根據(jù)該分布,隨著時(shí)間的推移,故障率會(huì)趨于一個(gè)恒定值,見(jiàn)下圖“浴盆曲線”的中間部分。但是對(duì)于工業(yè)產(chǎn)品,其曲線不會(huì)這么規(guī)則,會(huì)有很多的變異的存在,不能完全生搬硬套。
3、能否根據(jù)MTBF計(jì)算出產(chǎn)品在某個(gè)時(shí)間點(diǎn)的失效概率
如前文所述,只有在指數(shù)分布中,才會(huì)有一個(gè)恒定的失效率,可以用MTBF的倒數(shù)來(lái)計(jì)算。在這個(gè)前提下,我們可以通過(guò)以下公式來(lái)計(jì)算產(chǎn)品在某個(gè)時(shí)間點(diǎn)的失效概率。
對(duì)于其他數(shù)據(jù)模型,失效率不是一個(gè)恒定值,而是隨時(shí)間的變化而變化。只能通過(guò)數(shù)據(jù)建模和參數(shù)統(tǒng)計(jì)曲線的確定來(lái)計(jì)算失效概率。
詞條
詞條說(shuō)明
? ? ? ?第三方由第三方機(jī)構(gòu)之后出具的,第三方只對(duì)樣品負(fù)責(zé)。這就是說(shuō),第三方拿到的樣品就是展開(kāi)一切活動(dòng)的對(duì)象,所得到的數(shù)據(jù)是這個(gè)樣品的,第三方不會(huì)考慮這個(gè)數(shù)據(jù)不達(dá)標(biāo)怎么辦,數(shù)據(jù)不合理怎么辦。什么情況下要做第三方?1、商品上市前申請(qǐng)上市批號(hào)時(shí),要提交按市場(chǎng)監(jiān)管部門(mén)要求進(jìn)行的第三方;2、抽檢,市場(chǎng)監(jiān)管部門(mén)對(duì)市場(chǎng)
? ? ? ?橡膠產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)介紹,橡膠墊,是由天然橡膠、合成橡膠等高分子材料制成,厚度一般在1.5-2.5cm之間,通常分為安全橡膠墊和塑膠跑道兩種。主要原料有聚氨酯PU、氯丁橡膠、PVC材料、聚丙烯、EVA材料、丙烯酸酯等。橡膠產(chǎn)品測(cè)試項(xiàng)目:彈性、吸收沖擊力、耐候性、耐磨性、壓縮性、抗沖擊性、平整度、附著力、安全性、性能尺寸等。橡膠產(chǎn)品部分指
? ? ? ? ?第三方機(jī)構(gòu)出具的有何用?有很多人都不明白,第三方機(jī)構(gòu)開(kāi)具的質(zhì)檢是什么。為什么需要?根據(jù)目前所有產(chǎn)品在你銷(xiāo)售之前都需要通過(guò)質(zhì)量檢查的,并需要對(duì)公司產(chǎn)品合格數(shù)的統(tǒng)計(jì),主要是鑒定產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)標(biāo)書(shū)面證明。他是經(jīng)過(guò)對(duì)產(chǎn)品和設(shè)備的質(zhì)量得出結(jié)果。是保證產(chǎn)品質(zhì)量體系標(biāo)準(zhǔn)。產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)?zāi)苋?、客觀地反映產(chǎn)品的質(zhì)量信息,一般
? ? ? ?塑料制品是采用塑料為主要原料加工而成的生活、工業(yè)等用品的統(tǒng)稱(chēng)。包括以塑料為原料的注塑、吸塑等所有工藝的制品。塑料是一類(lèi)具有可塑性的合成高分子材料。塑料產(chǎn)品需要辦理可以聯(lián)系深圳市宏測(cè)機(jī)構(gòu)工作人員進(jìn)行咨詢(xún)辦理!塑料與合成橡膠、合成纖維形成了日常生活不可缺少的三大合成材料。具體地說(shuō),塑料是以**或合成樹(shù)脂為主要成分,加入各種添加劑,在一定
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