MTBF認證概述

       MTBF,即平均故障間隔時(shí)間，英文全稱(chēng)是“Mean Time Between Failure”。是衡量一個(gè)產(chǎn)品（尤其是電器產(chǎn)品）的可靠性指標。單位為“小時(shí)”。它反映了產(chǎn)品的時(shí)間質(zhì)量，是體現產(chǎn)品在規定時(shí)間內保持功能的一種能力。具體來(lái)說(shuō)，是指相鄰兩次故障之間的平均工作時(shí)間，也稱(chēng)為平均故障間隔。概括地說(shuō)，產(chǎn)品故障少的就是可靠性高，產(chǎn)品的故障總數與壽命單位總數之比叫“故障率”（Failure rate）。它僅適用于可維修產(chǎn)品。同時(shí)也規定產(chǎn)品在總的使用階段累計工作時(shí)間與故障次數的比值為MTBF。磁盤(pán)陣列產(chǎn)品一般MTBF不能低于50000小時(shí)。

計算方法

1、失效時(shí)間是指上一次設備恢復正常狀態(tài)（圖中的up time）起，到設備此次失效那一刻（圖中的down time）之間間隔的時(shí)間。
2、MTBF值是產(chǎn)品設計時(shí)要考慮的重要參數，可靠度工程師或設計師經(jīng)常使用各種不同的方法與標準來(lái)估計產(chǎn)品的MTBF值。相關(guān)標準包括MIL-HDBK-217F、Telcordia SR332、Siemens Norm、Fides或UTE C 80-810（RDF2000）等。不過(guò)這些方法估計到的值和實(shí)際的平均故障間隔仍有相當的差距。計算平均故障間隔的目的是為了找出設計中的薄弱環(huán)節。

故障時(shí)間

1、隨著(zhù)服務(wù)器的廣泛應用，對服務(wù)器的可靠性提出了更高的要求。所謂“可靠性”，就是產(chǎn)品在規定條件下和規定時(shí)間內完成規定功能的能力；反之，產(chǎn)品或其一部分不能或將不能完成規定的功能是出故障。概括地說(shuō)，產(chǎn)品故障少的就是可靠性高，產(chǎn)品的故障總數與壽命單位總數之比叫“故障率”（Failure rate），常用λ表示。例如正在運行中的100只硬盤(pán)，一年之內出了2次故障，則每個(gè)硬盤(pán)的故障率為0.02次/年。當產(chǎn)品的壽命服從指數分布時(shí)，其故障率的倒數就叫做平均故障間隔時(shí)間（Mean Time Between Failures），簡(jiǎn)稱(chēng)MTBF。即：MTBF=1/λ
2、筆者看到一款可用于服務(wù)器的WD Caviar RE2 7200 RPM 硬盤(pán)，MTBF 高達 120萬(wàn)小時(shí)，保修 5年。120萬(wàn)小時(shí)約為137年，并不是說(shuō)該種硬盤(pán)每只均能工作137年不出故障。由MTBF=1/λ可知λ=1/MTBF=1/137年，即該硬盤(pán)的平均年故障率約為0.7%，一年內，平均1000只硬盤(pán)有7只會(huì )出故障。
3、下圖所示為的浴盆曲線(xiàn)，左邊斜線(xiàn)部分為早期故障率，其故障率一般較高且隨著(zhù)時(shí)間推移很快下降。曲線(xiàn)中部為使用壽命期，其故障率一般很低且基本固定。右部為耗損期，失效率急速升高。電子產(chǎn)品制造商一般通過(guò)測試、老煉、篩選等手段將早期故障盡量剔除，然后提供給客戶(hù)使用。當使用壽命期將盡，產(chǎn)品也即將進(jìn)入故障高發(fā)期，需要報廢或更新?lián)Q代了。

壽命

1、明白了MTBF和“浴盆”曲線(xiàn)的基本概念，我們對評估產(chǎn)品的使用壽命有了一定的掌握。在合適工作條件下器件使用壽命期內的故障率很低。廣大電子愛(ài)好者都知道電子元器件的壽命，與工作溫度是有密切關(guān)系的。以電腦主板上常用的也常出故障的電解電容器為例，其壽命會(huì )受到溫度的影響。因此，應盡可能使電容器在較低的溫度之下工作，如果電容器的實(shí)際工作溫度超過(guò)了其規格范圍，不僅其壽命會(huì )縮短，而且電容器會(huì )受到嚴重的損毀（例如電解液泄漏）。因此，在分析電腦主板上電容器的工作溫度時(shí)，不僅要考慮機箱內整體環(huán)境溫度及電容器自身的發(fā)熱，還要考慮機箱內其他發(fā)熱元件的熱輻射（特別是CPU、穩壓器、電源供應器等）。
2、根據測試，通常2.0G的CPU消耗功率達56.7W，生成溫度達70℃；而當頻率提高至3.0G時(shí)， CPU溫度往往超過(guò)90℃。在這樣的高溫烘烤下，主板上的電容器壽命會(huì )發(fā)生什么變化？
3、為簡(jiǎn)化起見(jiàn)，不考慮紋波、頻率、ESR等因素，電容器的估計壽命可用下述公式表示：
4、其中，L0表示高工作溫度下的壽命，Tmax表示高工作溫度，Ta表示實(shí)際環(huán)境溫度。由此可見(jiàn)，如果環(huán)境溫度每升高10℃，電容器壽命將下降一倍！
5、由上圖右面的曲線(xiàn)可明顯看出，隨著(zhù)電容器工作環(huán)境溫度的上升，其有效壽命急劇縮短。其中有效壽命（Useful life）是指該種電容器達到給定故障率的時(shí)間。

電腦的關(guān)系

可靠性：
1、電源供應器對電腦來(lái)說(shuō)，重要性不言而喻。影響電源供應器壽命的因素很多，如負載大小、振動(dòng)和周邊的環(huán)境溫度等。其中，環(huán)境溫度很重要，所以選擇合適的風(fēng)扇，排放出由電源供應器內部的熱量非常關(guān)鍵。電源供應器的MTBF，在很大程度上是由其內部的電解電容器MTBF值所決定的。因隨著(zhù)溫度的上升，電容器的壽命急劇縮短，所以電源供應器的工作溫度如能得到降低，其壽命就會(huì )更長(cháng)一些。
2、當評價(jià)電源供應器所標稱(chēng)壽命時(shí)，電源供應器是否運行在額定的滿(mǎn)負載狀況是另一重要考慮因素。如果電源供應器裝有合適的散熱器而散熱風(fēng)扇風(fēng)量足夠大，在低于滿(mǎn)負載的情況下連續工作，電源供應器就能有更長(cháng)的壽命。一般電腦電源供應器壽命按照3-5年計算元件的可能失效周期，MTBF在80,000-100,000小時(shí)之間。
3、不同的電源供應器廠(chǎng)家，其產(chǎn)品設計、用料也往往差別很大，工作壽命自然不同。
4、除電源供應器外，硬碟的溫度也不可小視。硬碟動(dòng)不動(dòng)就7200rpm-15000rpm，想想看硬碟內的馬達每天轉24小時(shí)，平均工作溫度在四、五十度的高熱是免不了。筆者曾測量過(guò)一臺散熱不夠好的伺服器硬碟，溫度超過(guò)40℃。對硬碟來(lái)說(shuō)，如果機殼內部的溫度降低了，這將意味著(zhù)減少主軸馬達液態(tài)軸承的軸承潤滑劑以及磁碟潤滑劑的蒸發(fā)，這將大大降低其損壞的機率。據Seagate公司公開(kāi)的某型號硬碟數據，在34℃時(shí)的MTBF為150,000小時(shí)，但在25℃時(shí)，會(huì )達到230,000小時(shí)。
5、散熱效果為降低硬碟溫度，可增加散熱風(fēng)扇。市面上是有賣(mài)硬碟專(zhuān)用的散熱模組，有的則是一顆風(fēng)扇再加上一塊硬碟大小的鋁制散熱片，其實(shí)沒(méi)有必要這么復雜。如采用小型風(fēng)鼓(BLOWER)，風(fēng)量增加，散熱效果更好。但是，增加風(fēng)扇或風(fēng)鼓一定要考慮振動(dòng)的問(wèn)題。要知道風(fēng)扇較高的轉速才能達到一定的風(fēng)量，但如采用較劣質(zhì)的風(fēng)扇，轉速雖高，但壽命短且振動(dòng)厲害，對硬碟壽命會(huì )帶來(lái)不利影響，安裝硬碟時(shí)加吸震軟墊、機箱機殼底部的吸震片都有一定效用。
6、優(yōu)質(zhì)的電源供應器當然要搭配高品質(zhì)的風(fēng)扇，如HG2-6400P選用的是NMB鋼珠軸承風(fēng)扇，比傳統油封軸承風(fēng)扇壽命高出2倍。這款電源供應器還加入了風(fēng)扇轉速控制線(xiàn)路，可以根據電源內部的溫度調節風(fēng)扇轉速，在延長(cháng)使用壽命的同時(shí)，也更好的控制了風(fēng)扇噪音和震動(dòng)。

影響

1、如何保養和維護好伺服器，大限度的延長(cháng)其使用壽命，是大家都非常關(guān)心的話(huà)題?；覊m對伺服器構成的威脅不容忽視。按筆者的電子產(chǎn)品維修經(jīng)驗，在灰塵比較大的環(huán)境中工作，由于PCB吸附灰塵，而灰塵的沉積會(huì )影響電子元器件的熱量散發(fā)，這將導致元件溫度上升，進(jìn)而出現熱穩定性下降甚至產(chǎn)生漏電，嚴重時(shí)導致燒毀。另外，灰塵也會(huì )吸收水分，腐蝕電子線(xiàn)路，造成一些莫名其妙的短路問(wèn)題。所以灰塵體積雖小，但對伺服器的危害不可低估。
2、盡管伺服器機房有相對較好的環(huán)境，但灰塵仍會(huì )不斷累積。所以，有必要定期進(jìn)行清理，可使用上圖美國生產(chǎn)CRC牌防塵噴劑、也可用有防靜電（ESD）功能的小毛刷小心進(jìn)行清掃，或使用吹風(fēng)球清潔灰塵，減少出故障的機率。在清理機箱內部的灰塵時(shí)，切記斷開(kāi)電源，小心操作，特別是面板進(jìn)風(fēng)口和電源（排風(fēng)口）的附近，以及板卡的插接部位灰塵多。清理電源里的灰塵好將電源供應器拆下，用防塵噴劑、吹氣球仔細清掃干凈后再裝回。

計算

1、設有一個(gè)可修復的產(chǎn)品在使用過(guò)程中，共計發(fā)生過(guò)N0次故障，每次故障后經(jīng)過(guò)修復又和新的一樣繼續投入使用，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。
2、通常，我們在產(chǎn)品的手冊或包裝上能夠看到這個(gè)MTBF值，如8000小時(shí)，2萬(wàn)小時(shí)，那么，MTBF的數值是怎樣算出來(lái)的呢，假設一臺電腦的MTBF 為3萬(wàn)小時(shí)，是不是把這臺電腦連續運行3萬(wàn)小時(shí)檢測出來(lái)的呢？答案是否定的，如果是那樣的話(huà)，我們有那么多產(chǎn)品要用幾十年都檢測不完的。其實(shí)，關(guān)于 MTBF值的計算方法，目前通用的性標準是MIL-HDBK-217、GJB/Z299B和Bellcore，分別用于jungong產(chǎn)品和民用產(chǎn)品。其中，MIL-HDBK-217是由美國國防部可靠性分析中心及Rome實(shí)驗室提出并成為行業(yè)標準，專(zhuān)門(mén)用于jungong產(chǎn)品MTBF值計算，GJB/Z299B是我國軍用標準；而B(niǎo)ellcore是由AT&TBell實(shí)驗室提出并成為商用電子產(chǎn)品MTBF值計算的行業(yè)標準。
3、MTBF計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 )有很大的區別，例如，同一產(chǎn)品在不同的環(huán)境下，如在實(shí)驗室和海洋平臺上，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，在計算可靠性指標時(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)行計算，但借助于軟件如MTBFcal軟件和其龐大的參數庫，我們就能夠輕松的得出MTBF值。

分析目的

1、針對高頻率故障零件的重點(diǎn)對策及零件壽命延長(cháng)的技術(shù)改造依據。
2、進(jìn)行零件壽命周期的推算及佳維修計劃編制。
3、有關(guān)點(diǎn)檢對象、項目的選擇與點(diǎn)檢基準的設定、改善。
4、用于指導內外部維修工作分配。根據公司內設備修復能力的評價(jià)，以設備類(lèi)型、作業(yè)種類(lèi)的不同來(lái)決定內部分別承擔工作的維修質(zhì)量與設備效率方面的風(fēng)險，作為維修外包的重要參考。
5、設定備品備件基準。機械、電氣零件的各儲備項目及基本庫存數量，應根據MTBF的記錄分析來(lái)判斷，使其庫存水平達到經(jīng)濟的狀況。
6、作為選擇維修技術(shù)方法改善重點(diǎn)的參考依據。為了提高設備開(kāi)動(dòng)率，必須縮短與設備停機相關(guān)的長(cháng)時(shí)間維修作業(yè)及工程調整、切換的時(shí)間。因此，有必要對維護作業(yè)方法進(jìn)行檢驗，而其檢驗的項目、優(yōu)先順序的選擇等基本情況，均需要依據MTBF的分析記錄表。
7、用于設備對象設定預估運行時(shí)間標準，及其維護作業(yè)的選定與維護時(shí)間標準的研究。維修計劃預估時(shí)間標準的設定及維護作業(yè)的選定，必須考慮設備維護重復周期或標準時(shí)間值與實(shí)際維護時(shí)間的差異及相應維護作業(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)設備或零件時(shí)的參考。MTBF的分析記錄表所記錄的設備零件改造項目或摩擦劣化等信息，以及設備圖樣修改或前期制作等情況，通過(guò)能經(jīng)常作分析檢驗及重要性排序管理，可以使工程圖樣管理變得更容易
9、運行操作標準的設定、修訂及決定設備維護業(yè)務(wù)的責任分派。
10、提供設備的可靠性、可維修性設計的技術(shù)資料。維護技術(shù)重要的是以MTBF分析表為基礎，收集有關(guān)設備的可靠性、可維修性設計的技術(shù)信息，以便提供給設計部門(mén)在設計設備時(shí)參考。

億通標準認證服務(wù)優(yōu)勢：
的測試場(chǎng)地，德國進(jìn)口商承建實(shí)驗室，嚴格按照ISO/IEC 17025:2017 檢測和校準實(shí)驗室能力認可準則）品質(zhì)標準進(jìn)行管理?？赡繐魷y試和自行發(fā)證，發(fā)證的證書(shū)長(cháng)期有效；在國際市場(chǎng)上認可度高；認證費用8折優(yōu)惠合理。