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MTTF 產(chǎn)生背景?

現(xiàn)如今，電子產(chǎn)品更新日趨頻繁，產(chǎn)品投產(chǎn)前的可靠性測(cè)試便顯得尤為重要。與此同時(shí)，在日常工作中，我們發(fā)現(xiàn)，客戶的設(shè)計(jì)規(guī)格要求一般會(huì)有這個(gè)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)使用壽命(或期待壽命），表述為”常溫條件下（%）負(fù)載……H（年）”。在這樣的背景之下，就涉及到我們?nèi)绾螐慕Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、材料選擇、工藝設(shè)計(jì)等方面滿足客戶對(duì)產(chǎn)品可靠性的要求，如何通過(guò)預(yù)估和驗(yàn)證，達(dá)到客戶這方面的要求。因此，MTTF可靠性研究應(yīng)運(yùn)而生。

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MTTF 簡(jiǎn)要介紹

MTTF是什么？

英文全稱：Mean Time To Failure

中文全稱：失效前平均時(shí)間

此時(shí)間通常以小時(shí)為考量單位，用來(lái)描述產(chǎn)品的信賴性壽命，一般在產(chǎn)品設(shè)計(jì)的規(guī)格書中會(huì)有體現(xiàn)。

Q2
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MTTF主要作用有哪些？

1. 利用MTTF可以在較短時(shí)間內(nèi)，評(píng)估并驗(yàn)證得出該產(chǎn)品在一定條件下能夠正常使用的時(shí)間，是對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行最低使用壽命評(píng)估驗(yàn)證的主要方法之一。

2.制造商在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)階段，通常不斷利用MTTF對(duì)其新產(chǎn)品進(jìn)行最低使用壽命評(píng)估驗(yàn)證，能夠最終找到制作其產(chǎn)品的最佳部件（或原料）組合。

Q3
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MTTF組成部分有哪些？

MTTF的組成包括設(shè)計(jì)評(píng)估部分和驗(yàn)證部分兩個(gè)部分。

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MTTF 主要術(shù)語(yǔ)

一、MTTF設(shè)計(jì)評(píng)估部分

1設(shè)計(jì)之MTTF

制作MTTF前，由RD根據(jù)組成產(chǎn)品的各種材質(zhì)來(lái)設(shè)定產(chǎn)品最低使用年限。即為設(shè)計(jì)之MTTF。

2試驗(yàn)取樣數(shù)

評(píng)估階段試驗(yàn)時(shí)，試驗(yàn)產(chǎn)品的取樣數(shù)。通常用字母n表示。

3預(yù)期失效數(shù)

評(píng)估階段試驗(yàn)時(shí)，規(guī)定產(chǎn)品失效數(shù)。通常用字母r表示。

4試驗(yàn)條件

評(píng)估階段試驗(yàn)時(shí)，按照標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，產(chǎn)品正常壽命試驗(yàn)的條件，后面統(tǒng)稱標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)條件。

5試驗(yàn)方式

通常采用“不更換試驗(yàn)方式”，即試驗(yàn)樣品在發(fā)生失效前持續(xù)試驗(yàn)。

失效單位時(shí)間：評(píng)估階段試驗(yàn)中，每單顆產(chǎn)品的失效時(shí)間，通常用tr表示（r=1，2，3，……,r。r為預(yù)期失效數(shù)）。

6評(píng)估之MTTF

評(píng)估階段試驗(yàn)結(jié)束之后，根據(jù)預(yù)期失效產(chǎn)品的失效時(shí)間，由公式MTTF=((t1+t2+……+tr)+(n-r)*tr)/r得出。

7失效

按照標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，產(chǎn)品失效的現(xiàn)象，或用戶不能接受的現(xiàn)象。

8每次檢測(cè)時(shí)間

試驗(yàn)中途，檢測(cè)產(chǎn)品性能的時(shí)間，一般要求“one day one times”。

二、MTTF驗(yàn)證部分

1驗(yàn)證試驗(yàn)取樣數(shù)

驗(yàn)證階段試驗(yàn)時(shí)，產(chǎn)品取樣數(shù)。通常用字母n表示。

2標(biāo)準(zhǔn)使用之環(huán)境溫度

評(píng)估階段試驗(yàn)時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)條件中規(guī)定的試驗(yàn)環(huán)境溫度，通常用T2表示。

3驗(yàn)證之環(huán)境溫度

又稱加速測(cè)試之環(huán)境溫度，是驗(yàn)證階段試驗(yàn)時(shí)，所用之環(huán)境溫度。通常用T1表示（T1>T2)，依需自定。

4信賴水準(zhǔn)

根據(jù)產(chǎn)品需求規(guī)定的產(chǎn)品信賴度等級(jí)，用CL表示，依需自定。

5實(shí)際需驗(yàn)證時(shí)間

在驗(yàn)證試驗(yàn)階段，所需的試驗(yàn)時(shí)間，通常用T表示。

T=Tr*MTTF/(n*AF)(此MTTF是評(píng)估試驗(yàn)階段后評(píng)估得出的產(chǎn)品失效前平均時(shí)間）

6加速因數(shù)

根據(jù)T1、T2得出，用AF表示：AF=2(T1-T2)/10。其中10為加速因子常數(shù)，它是從大量的試驗(yàn)數(shù)據(jù)中分析得出的。本資料中的“10”依據(jù)的是“美軍電子零件熱敏電阻標(biāo)準(zhǔn)”的規(guī)定。

7驗(yàn)證時(shí)間比常數(shù)

用Tr表示，為一常數(shù)，取值3.8897，是從大量的試驗(yàn)數(shù)據(jù)中分析得到的。(此加速因素Tr要與評(píng)估部分失效單位時(shí)間tr區(qū)分）

8驗(yàn)證試驗(yàn)條件

又稱加速測(cè)試條件。是驗(yàn)證階段試驗(yàn)時(shí)，所用的試驗(yàn)條件，其中包含T1驗(yàn)證的試驗(yàn)條件比標(biāo)準(zhǔn)的試驗(yàn)條件殘酷等級(jí)高。

9允許失效數(shù)

驗(yàn)證階段試驗(yàn)時(shí)，允許樣品失效數(shù)。信賴水準(zhǔn)越高，允許失效數(shù)越小，依需自定。

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MTTF 制作設(shè)計(jì)

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制作MTTF通常采用的三種方式

一定時(shí)間法——適用于組裝業(yè)
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一定數(shù)量法——適用于零件業(yè)

混合型——一定時(shí)間法與一定數(shù)量法混合運(yùn)用。

在實(shí)際制作MTTF過(guò)程中，無(wú)論是組裝業(yè)，還是零件業(yè)，一般都會(huì)將一定時(shí)間法與一定數(shù)量法綜合運(yùn)用，即采用“混合型”方法。通常用一定時(shí)間法評(píng)估得出MTTF，用一定數(shù)量法對(duì)其進(jìn)行驗(yàn)證。

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MTTF制作之MTTF設(shè)計(jì)評(píng)估

設(shè)計(jì)MTTF：根據(jù)組成產(chǎn)品的各種材質(zhì)來(lái)設(shè)定MTTF。假設(shè)定位y年，則其MTTF為y*365*24（單位H)。

設(shè)計(jì)評(píng)估階段之試驗(yàn)：自定試驗(yàn)取樣數(shù)n，預(yù)期失效數(shù)r。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)條件（包含標(biāo)準(zhǔn)使用之環(huán)境溫度T2)進(jìn)行不更換試驗(yàn)。試驗(yàn)中途一般采用“one day one times”方式檢測(cè)產(chǎn)品性能，記錄各產(chǎn)品失效時(shí)間t1，t2，……直到tr產(chǎn)生的時(shí)候，評(píng)估階段之試驗(yàn)即可停止。

評(píng)估得出MTTF:根據(jù)公式MTTF=((t1+t2+……+tr)+(n-r)*tr)/r得出之MTTF大于或等于設(shè)計(jì)之MTTF，即可進(jìn)行下一步MTTF驗(yàn)證。反之，該MTTF設(shè)計(jì)失效。

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MTTF制作之MTTF驗(yàn)證

驗(yàn)證階段之試驗(yàn)：自定驗(yàn)證試驗(yàn)取樣數(shù),允許失效數(shù),信賴水準(zhǔn)CL,驗(yàn)證之試驗(yàn)條件（包括驗(yàn)證之環(huán)境溫度T2)。

根據(jù)公式AF=2(T1-T2)/10得出該驗(yàn)證試驗(yàn)中的加速因素AF，其中，公式中10為加速因子常數(shù)。

根據(jù)公式T=Tr*MTTF/(n*AF)，得出該驗(yàn)證試驗(yàn)鐘實(shí)際需驗(yàn)證時(shí)間T。其中，Tr為驗(yàn)證時(shí)間比常數(shù)，取值3.8897。

根據(jù)驗(yàn)證之試驗(yàn)條件（加速測(cè)試條件）及實(shí)際需驗(yàn)證時(shí)間T進(jìn)行驗(yàn)證試驗(yàn)。驗(yàn)證試驗(yàn)中，中途及驗(yàn)證試驗(yàn)結(jié)束，需檢測(cè)試驗(yàn)產(chǎn)品之性能，根據(jù)失效定義判定其是否符合要求。

判定驗(yàn)證結(jié)果：若符合要求，則該MTTF設(shè)計(jì)及驗(yàn)證成功。反之，該MTTF設(shè)計(jì)失敗。

審核編輯：符乾江