MTBF三種測(cè)試方法的優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)分析，MTBF應(yīng)該選擇什么方式
一、MTBF預(yù)測(cè)法
1、相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，目前用于MTBF預(yù)計(jì)計(jì)算的主要標(biāo)準(zhǔn)為MIL-HDBK-217F，對(duì)應(yīng)國(guó)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(jì)手冊(cè)，用于MTBF的預(yù)計(jì)計(jì)算。該標(biāo)準(zhǔn)從95年發(fā)布最后一版后不再對(duì)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(jì)法的局限性，MIL-HDBK-217F采用了應(yīng)力分析法和元件計(jì)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(píng)估產(chǎn)品的無(wú)故障時(shí)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(shí)際上由于不可預(yù)期的因素，產(chǎn)品可能會(huì)有瞬間的過應(yīng)力。另外還有一種情況就是部分對(duì)產(chǎn)品壽命有影響的應(yīng)力難以評(píng)估周全。沒有充分考慮產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝、人為因素對(duì)產(chǎn)品可靠性的影響。同時(shí)在計(jì)算參數(shù)的選擇上受計(jì)算人員對(duì)系數(shù)的掌握和了解程度影響很大，因此和實(shí)際值相比會(huì)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(jì)因素：(Learning factor)
πS 電應(yīng)力因素：(Electrical Stress factor)
πT 溫度因素：(Temperature factor)
這種方法最大的優(yōu)勢(shì)是可以在有限的時(shí)間里完成對(duì)產(chǎn)品MTBF值的較準(zhǔn)確預(yù)估。
二、MTBF試驗(yàn)法
1、試驗(yàn)方法，實(shí)驗(yàn)方式主要有：全壽命試驗(yàn)、定時(shí)截尾試驗(yàn)、定數(shù)截尾試驗(yàn)。
全壽命試驗(yàn)要求所有樣品都在試驗(yàn)中最終都失效，只需要采用簡(jiǎn)單的算術(shù)平均值就可以計(jì)算出MTBF。但事實(shí)上需要試驗(yàn)樣品在試驗(yàn)過程中全部失效，所需要的試驗(yàn)時(shí)間可能長(zhǎng)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(shí)間比較短的產(chǎn)品。
定時(shí)截尾試驗(yàn)指試驗(yàn)到規(guī)定的時(shí)間終止。
定數(shù)截尾試驗(yàn)指試驗(yàn)到出現(xiàn)規(guī)定的故障數(shù)或失效數(shù)時(shí)而終止。
2、計(jì)算方法
AF：Accelerate Factor，加速因子
T：Total Power on Time，總的開機(jī)運(yùn)行時(shí)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(xiǎn)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(cè)試應(yīng)力條件下的壽命的比值。
如果溫度是產(chǎn)品唯一的加速因素，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：正常操作條件絕對(duì)溫度(°k)
Ta：加速壽命試驗(yàn)條件絕對(duì)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(shí)際失效所需的能量。
活化能高，表示對(duì)溫度變化影響比較顯著。當(dāng)試驗(yàn)的溫度與使用溫度差距范圍不大時(shí)，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(cè)試規(guī)范，Ea是機(jī)臺(tái)所有零件Ea的平均值。如果新機(jī)種的Ea無(wú)法計(jì)算，可以將Ea設(shè)為0.67eV，做常數(shù)處理。
卡方公式是一個(gè)評(píng)估可信度的公式。信心度水平相當(dāng)于對(duì)MTBF準(zhǔn)確性的要求，因此冒險(xiǎn)率越小，X2就越大，計(jì)算的MTBF越小，可信度越高。同時(shí)失效數(shù)r越大，不良率就高了，X2自然也變大，在同樣的時(shí)間下MTBF就會(huì)變小。
例：30臺(tái)樣品，信心度為0.6，MTBF目標(biāo)值為240000小時(shí)，用戶使用溫度為35度，測(cè)試溫度為40度。假設(shè)在測(cè)試11天后，有一臺(tái)失效，替換失效樣品，即仍然是30臺(tái)接著測(cè)試，求繼續(xù)測(cè)試時(shí)需要的總時(shí)間t及MTBF測(cè)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(shí)測(cè)法
按MTBF測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)，準(zhǔn)確的提供樣品數(shù)量進(jìn)行相關(guān)測(cè)試。