MTBF三種測試方法的優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)分析，MTBF應(yīng)該選擇什么方式
首先MTBF有三種測試方式，都可以完成MTBF測試的需要，他們分別是，預(yù)計計算法、實驗試驗法、失效統(tǒng)計法。 那么三種方式企業(yè)應(yīng)該如何選擇呢？
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一、MTBF預(yù)測法
1、相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，目前用于MTBF預(yù)計計算的主要標(biāo)準(zhǔn)為MIL-HDBK-217F，對應(yīng)國內(nèi)版本為G J B 2 9 9 B。該標(biāo)準(zhǔn)為美軍的可靠性預(yù)計手冊，用于MTBF的預(yù)計計算。該標(biāo)準(zhǔn)從95年發(fā)布最后一版后不再對其進(jìn)行更新維護(hù)，這本身也反應(yīng)了標(biāo)準(zhǔn)本身的局限性。
2、預(yù)計法的局限性，MIL-HDBK-217F采用了應(yīng)力分析法和元件計數(shù)法分析產(chǎn)品的MTBF。該方法通過元器件的數(shù)量以及零件的故障率評估產(chǎn)品的無故障時間。這種方法假設(shè)了產(chǎn)品的器件都工作在預(yù)期的工作應(yīng)力下，實際上由于不可預(yù)期的因素，產(chǎn)品可能會有瞬間的過應(yīng)力。另外還有一種情況就是部分對產(chǎn)品壽命有影響的應(yīng)力難以評估周全。沒有充分考慮產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝、人為因素對產(chǎn)品可靠性的影響。同時在計算參數(shù)的選擇上受計算人員對系數(shù)的掌握和了解程度影響很大，因此和實際值相比會有很大的差異。
3、基本公式及參數(shù)
Failure rate=λp = λb *πE*πQ*πC*πS*πA*πL*πT
λb:零件基礎(chǔ)失效率
πE 環(huán)境因素Environment factor)
πQ 品質(zhì)因素：(Quality factor)
πA 應(yīng)用因素：(Application factor)
πC 復(fù)雜性因素：(Quality factor)
πL 累計因素：(Learning factor)
πS 電應(yīng)力因素：(Electrical Stress factor)
πT 溫度因素：(Temperature factor)
這種方法大的優(yōu)勢是可以在有限的時間里完成對產(chǎn)品MTBF值的較準(zhǔn)確預(yù)估。
二、MTBF試驗法
1、試驗方法，實驗方式主要有：全壽命試驗、定時截尾試驗、定數(shù)截尾試驗。
全壽命試驗要求所有樣品都在試驗中最終都失效，只需要采用簡單的算術(shù)平均值就可以計算出MTBF。但事實上需要試驗樣品在試驗過程中全部失效，所需要的試驗時間可能長大幾年、十幾年甚至上百年，因此此方法只可能使用于產(chǎn)品的壽命時間比較短的產(chǎn)品。
定時截尾試驗指試驗到規(guī)定的時間終止。
定數(shù)截尾試驗指試驗到出現(xiàn)規(guī)定的故障數(shù)或失效數(shù)時而終止。
2、計算方法 MTBF=AF
AF：Accelerate Factor，加速因子
T：Total Power on Time，總的開機(jī)運(yùn)行時間
X2(α,2r+2)：卡方公式
C：Confidential Level，信心度水平
α：生產(chǎn)者的冒險率，即：1-C
r：失效數(shù)，Number of Failures
加速因子AF即為產(chǎn)品在正常使用條件下的壽命和高測試應(yīng)力條件下的壽命的比值。
如果溫度是產(chǎn)品一的加速因素，一般采用Arrhenius Model（阿氏模型）。當(dāng)產(chǎn)品壽命適用于阿氏模型，則其加速因子公式為：AF=e{ Ea/Kb*[1/Tn-1/Ta]}。
Ea：活化能，單位eV
Kb：Boltzmann Constant波茲曼常數(shù)，(0.00008623eV/°k)
Tn：正常操作條件溫度(°k)
Ta：加速壽命試驗條件溫度(°k)
E：2.718
活化能Ea定義：是分子與化學(xué)或物理作用中需具備的能量，單位為eV (electron-Volts)。用以超越阻隔潛在故障與實際失效所需的能量。
活化能高，表示對溫度變化影響比較顯著。當(dāng)試驗的溫度與使用溫度差距范圍不大時，Ea可設(shè)為常數(shù)。
一般電子產(chǎn)品在早夭期失效的Ea為0.2~0.6eV，正常有用期失效的Ea趨近于1.0eV；衰老期失效的Ea大于1.0eV。
根據(jù)Compaq可靠度工程部（CRE）的測試規(guī)范，Ea是機(jī)臺所有零件Ea的平均值。如果新機(jī)種的Ea無法計算，可以將Ea設(shè)為0.67eV，做常數(shù)處理。
卡方公式是一個評估可信度的公式。信心度水平相當(dāng)于對MTBF準(zhǔn)確性的要求，因此冒險率越小，X2就越大，計算的MTBF越小，可信度越高。同時失效數(shù)r越大，不良率就高了，X2自然也變大，在同樣的時間下MTBF就會變小。
例：30臺樣品，信心度為0.6，MTBF目標(biāo)值為240000小時，用戶使用溫度為35度，測試溫度為40度。假設(shè)在測試11天后，有一臺失效，替換失效樣品，即仍然是30臺接著測試，求繼續(xù)測試時需要的總時間t及MTBF測試要用的天數(shù)d。
解：MTBF=240000h，AF=1.47，C=0.6，α=1-C=0.4，r=1， X2(α,2r+2)=4.04
此方式是目前選擇較多的方法。
三、實測法
按MTBF測試標(biāo)準(zhǔn)，準(zhǔn)確的提供樣品數(shù)量進(jìn)行相關(guān)測試。