概念
MTBF，即平均無故障時間，英文全稱是“Mean Time Between Failure”。是衡量一個產品（尤其是電器產品）的可靠性指標。單位為“小時”。它反映了產品的時間質量，是體現產品在規定時間內保持功能的一種能力。具體來說，是指相鄰兩次故障之間的平均工作時間，也稱為平均故障間隔。它僅適用於可維修產品。同時也規定產品在總的使用階段累計工作時間與故障次數的比值為MTBF。
產品介紹
摘要
MTBF是當前各行業產品的重要可靠性指標，它標識了產品的平均無故障工作時間。本文討論了MTBF對於產品的真正意義，並從可靠性工程角度出發分析了獲得產品MTBF的方法和技術套用。
前言
在電子工業界，幾乎每個人都熟悉術語"平均無故障工作時間"（MTBF）。但是，這個術語經常被錯誤地解釋和誤用。特別是在產品被發運、失效報告被送到目的地和MTBF預計值沒有被實際失效報告的造表確認時，確實如此。 2013年初，XXXX PC順利通過了國家MTBF標準測試，平均無故障工作時間達6萬小時，從而再度刷新了由其自己創造的"世界紀錄"。那么，這裡電腦的MTBF為6萬小時對消費者而言究竟意味著什麼？
可靠性的定義
在我們考慮可靠性預計之前，讓我們來看看可靠性的定義。普遍被接受的可靠性的定義是產品在其指定套用環境條件下和在規定時間內正常工作的機率。這就涉及到兩個判斷問題： 1. 怎樣才算"正常工作"？ 2.什麼是"指定的套用條件"？ 如果一台汽車的收音機具有合適的AM接受功能，但不能接收FM電台，是不是整台汽車不可靠？ 如果某司機駕駛汽車通過積水的道路，在行進過程中汽車突然走不動，是不是說明汽車不可靠？ 上述兩個問題的回答當然是否定的。因此，可靠性工程師在計算MTBF之前應對各種不同類型的問題進行分類。
通過預計計算來得到MTBF
有幾個個普遍被接受的標準可用來計算MTBF。大多數軍品規劃都用最新版本的MIL-STD-217 FN2和GJB 299B，而許多商用產品規劃則用Bellcore方法來計算MTBF。MIL-STD-217 FN2是美國可靠性分析中心和羅姆試驗室多年開展的工作總結為依據的，GJB 299B是中國國內自己的預計標準，而Bellcore版本則是貝爾電信研究公司即現在的Telcordia Technologies公司對該手冊進行修改和簡化而成的。 每個標準都包括用於典型電子產品中元器件的失效率模型，比如IC、二極體、電晶體、電容器、繼電器、開關和連線器。失效率是以實際套用中獲得的最適用的數據為依據的。這兩種方法之間有幾個不同點，其中最明顯的一個不同點是失效率的表示法，MIL-STD-217和GJB 299B中都將失效率表示為失效次數/106h，而Bellcore失效率表示為失效次數/109h。 作為MTBF計算的實例，應假定一個具有4個元器件的產品。對這些元器件在給定溫度下估計出的失效數/106h應從製造商那裡獲得。加入估計出的失效率，我們就得到整個產品的失效率。為了測定MTBF，我們用106除於產品的失效率，這樣就能估計出兩個失效數之間的平均小時數（見表 1）。 表 1 典型的產品MTBF計算 元器件 數量 失效率（失效次數/106h） A 1 0.50 B 1 0.30 C 1 0.15 D 1 0.05 總失效率=1.00/106hMTBF估計=106/1.00=1,000,000h 儘管多數MTBF預計值是以單一產品為依據的，但表示結果的較理想的方法是以100或1000個產品為依據的。如果我們有個產品失效率/106h，那么，100個產品就有100個產品的失效率/106h。那么，在上例中，100件的MTBF被預計為10,000h。 在這點上，必須作一些假定，並與計算一起用檔案來證明： 元器件具有一致的可靠性，儘管我們知道有差別 元器件數是正確的，儘管設計可能未完成 4個元器件的估計失效率是有效的失效率，儘管我們知道它們只是估計值 我們確定元器件失效的工作溫度對於我們的套用來說是正確的 預計產品的MTBF有兩個好處。首先，這樣可滿足客戶的要求；其次，這種預計是在設計方案用於生產之前要花較長時間來做的工作，它甚至揭示產品的弱點，這樣就可使製造商以最少的費用來對這些弱點進行改進。 隨著科技進步和軟體行業的迅速發展，當代的可靠性工程師可利用軟體來簡化可靠性計算。計算機使人們能選擇諸如工作電壓和工作溫度之類的應力等級來模擬產品將要經受的實際工作條件。
通過失效報告來評估失效率
產品已經交付使用幾個月之後，真實情況初見端倪。失效報告所顯示的失效率可能高於或低於預計值。如果是這樣，那是什麼原因？是否意味著你的MTBF計算是一個無效的過程？答案是否定的。如果失效在幾個小數點內匹配，這是否意味著不必分析現場失效報告？答案同樣是否定的。失效分析的兩種方法都是重要的，任何重大差別都是有其原因的。 讓我們回到可靠性的定義和2個判斷條件上來： 怎樣就是被定義為失效的非正常工作？ 產品被設計用於臨界範圍內嗎？工作環境條件是怎樣的？產品交付之後經受過靜電放電嗎？ 產品是否曾跌落或搬運不當而造成失效？ 造成可靠性預計變數的另一個因素是元器件失效率的難於避免的差異，這些元器件看起來相同和來自同一廠家。請記住，那些失效率是以平均值而非絕對值為根據的。
MTBF對產品的含義
XXXX電腦的MTBF值高達6萬小時，這無疑成為業界品質標準的一面旗幟，但它能為用戶帶來怎樣的價值呢？ 據了解，國家標準GB9813-2000中對電腦的MTBF要求為4000小時。如果採用國標標準，電腦每天24小時不停使用，平均167天（近半年）電腦即會發生一次重大故障，就要進行一次維修；如果是MTBF值為10000小時，就相當於1年多維修一次；6萬小時就相當於不停使用近7年才維修一次。 以假定的適當計算和修正來獲取產品的MTBF預計是一種很好的工程方法。它可在設計完成和強調問題方面之前就評價你的產品。這對於你的潛在客戶是非常有價值的，有助於在契約簽訂之前評價供貨商和設計，有助於現場產品保障的後勤計畫的制訂。 當現場失效報告出來和看起來MTBF估計值有錯時，這是檢查判斷條件大好的時機。失效定義是否真的有效？不需要責備估計值。當可靠性成為爭論焦點時，應採用一切有效的工具來解決。
