新产品后一般都会计算产品的寿命，计算寿命主要通过产品运行的方式得出，一般有两种方式： 1. 常温老化（不推荐，实验周期长）； 2. 加速老化，通过增加运行温度的方式（一般采用这种方式，实验周期短）； *注：表格里面是一整套加速老化的差评寿命模板，下载后通过代入自己的产品即可完成报告。里面有一整套计算的公式，在里面也可以学习到怎么计算 MTBF；【附录D】里面也提到了怎么通过常温老化的方式计算产品 MTBF，有需要的可以下载学习。 ### 产品可靠性报告与MTBF计算详解 #### 一、产品寿命评估方法 产品寿命评估是确保产品质量和可靠性的重要步骤之一。通常情况下，新产品开发完成后会进行一系列的测试以评估其寿命，这些测试有助于了解产品在实际使用环境中的表现，并为后续的产品改进提供依据。 根据给定文件的描述，我们可以得知两种主要的产品寿命评估方法： 1. **常温老化**：这种方法是在产品正常工作温度下进行长时间的老化测试。由于测试周期较长，一般不作为首选方案。 2. **加速老化**：通过提高产品的工作温度来加快老化过程，从而缩短测试周期。这种方法更为常见，尤其是在电子产品的可靠性测试中被广泛采用。 #### 二、加速老化测试详解 加速老化测试是一种通过模拟极端环境条件来加速产品老化过程的方法。这种方法能够快速评估产品的长期性能，对于电子产品尤为重要。加速老化测试的关键在于正确选择加速因子(AF)以及合适的测试温度。 - **加速因子(AF)**：加速因子是指产品在正常使用条件下的寿命与高测试应力条件下的寿命之比。在大多数情况下，温度是影响电子产品寿命的主要因素。因此，加速因子可以通过Arrhenius模型来计算。 - **Arrhenius模型**：这是一种用于预测温度对化学反应速率影响的数学模型。在电子产品可靠性测试中，Arrhenius模型可以用来计算温度对产品寿命的影响。其公式如下： \[ AF = e^{\left(\frac{E_a}{K_b}\right)\left(\frac{1}{T_a} - \frac{1}{T_n}\right)} \] 其中， - \(E_a\) 是活化能，单位为电子伏特(eV)，可以根据产品具体情况确定或默认为0.67eV。 - \(K_b\) 是波兹曼常数，数值为\(0.00008623 eV/°k\)。 - \(T_n\) 是正常操作条件下的绝对温度(单位为开尔文，°k)。 - \(T_a\) 是加速寿命试验条件下的绝对温度(单位为开尔文，°k)。 #### 三、MTBF计算 MTBF（Mean Time Between Failures），即平均故障间隔时间，是衡量产品可靠性的重要指标之一。它表示产品在两次故障之间的平均工作时间。 - **MTBF计算公式**： \[ MTBF = \frac{TotalTestTime * AccelerationFactor}{Coefficient} \] 其中， - \(TotalTestTime\) 是总的开机运行时间。 - \(AccelerationFactor\) 即加速因子(AF)，用于反映不同测试条件下的寿命差异。 - \(Coefficient\) 可能是指用于调整计算结果的信心度水平(C)等因素。 - **卡方公式**：在确定MTBF时还需要考虑置信水平(C)，通常设定一个固定的值，如0.1，表示生产者的冒险率(α)为1-C。此外，还需要记录测试过程中出现的失效次数(r)。 #### 四、结论 通过加速老化测试结合Arrhenius模型和MTBF计算公式，可以有效地评估和预测产品的寿命。这种方法不仅缩短了测试周期，还提供了可靠的评估依据，对于提高产品的质量和市场竞争力具有重要意义。对于具体产品的MTBF计算，还需要根据实际情况选择合适的参数和计算方法，确保评估结果的准确性和可靠性。

基于Telcordia SR-332 Issue 4-2016，黑盒应力分析法制作的一个可靠性预计工具，内置了规范中给出的全部失效率，程序会根据选择的器件类别，自动进行温度影子和电应力因子的分配计算，只需简单点选即可完成产品设计阶段MTBF的评估。工具主要特点如下： ①界面清晰简洁，内置SR-332最新全部失效率库文件（体验版仅支持前4类器件） ②支持双电应力因子模式 ③支持环境因子自定义 ④支持用户失效率录入 ⑤温度因子+电应力因子自动分配计算 ⑥表格展示，支持右键删改 ⑦实时展示单体失效率，合并失效率 ⑧实时预估产品MTBF/MTTF ⑨支持快速导出Excel文档附件 ⑩win版绿色EXE，无需插件和安装，即下即用

### MTBF计算示例解析 #### 一、MTBF概念简介 MTBF（Mean Time Between Failures），即平均故障间隔时间，是衡量产品可靠性的关键指标之一，主要用于描述非修复性产品的可靠性。它指的是在产品运行期间，平均无故障运行的时间长度。MTBF越大，表明产品的可靠性越高。 #### 二、MTBF计算方法 MTBF计算通常基于各种组件的失效率进行综合分析。在本案例中，我们重点关注的是金属膜电阻器这一类元件的MTBF计算过程。计算公式为： \[ \lambda_p = \lambda_b \pi_E \pi_CV \pi_Q \] 其中： - \(\lambda_b\) 表示基本失效率； - \(\pi_E\) 表示环境系数； - \(\pi_CV\) 表示应力系数； - \(\pi_Q\) 表示质量系数。 #### 三、具体计算步骤详解 本示例中，常州智电电子有限公司对一系列金属膜电阻器进行了MTBF计算。以下是对部分数据的详细解析： ##### 1. 金属膜电阻 R1 - **型号**：RN1/2WS1MΩ FT/BTY-OHM - **数量**：2个 - **基本失效率 \(\lambda_b\)**: 0.02880 (10^-6/h) - **环境系数 \(\pi_E\)**: S=0.1 - **环境温度**: 25°C - **环境系数 \(\pi_E\)**: GF1 - **质量系数 \(\pi_Q\)**: B2 - **应力系数 \(\pi_S\)**: 0.01 - **工作失效率 \(\lambda_p\)**: 通过公式 \(\lambda_p = \lambda_b \pi_E \pi_CV \pi_Q\) 计算得出 ##### 2. 金属膜电阻 R10, R15, R46 - **型号**：RN1/4WS 56Ω FT/BTY-OHM - **数量**：3个 - **基本失效率 \(\lambda_b\)**: 0.02700 (10^-6/h) - **环境系数 \(\pi_E\)**: S=0.1 - **环境温度**: 25°C - **环境系数 \(\pi_E\)**: GF1 - **质量系数 \(\pi_Q\)**: B2 - **应力系数 \(\pi_S\)**: 0.01 - **工作失效率 \(\lambda_p\)**: 同样按照上述公式计算得出 ##### 3. 金属膜电阻 R11, R12 - **型号**：RSS2W 0.22Ω JTTY-OHM - **数量**：1个 - **基本失效率 \(\lambda_b\)**: 0.00900 (10^-6/h) - **环境系数 \(\pi_E\)**: S=0.1 - **环境温度**: 25°C - **环境系数 \(\pi_E\)**: GF1 - **质量系数 \(\pi_Q\)**: B2 - **应力系数 \(\pi_S\)**: 0.01 - **工作失效率 \(\lambda_p\)**: 按照公式计算得出 ##### 4. 金属膜电阻 R18, R54 - **型号**：RN1/4WS 470E FT/BTY-OHM - **数量**：2个 - **基本失效率 \(\lambda_b\)**: 0.01800 (10^-6/h) - **环境系数 \(\pi_E\)**: S=0.1 - **环境温度**: 25°C - **环境系数 \(\pi_E\)**: GF1 - **质量系数 \(\pi_Q\)**: B2 - **应力系数 \(\pi_S\)**: 0.01 - **工作失效率 \(\lambda_p\)**: 按照公式计算得出 ##### 5. 金属膜电阻 R22, R32, R37, R39, R50, R61 - **型号**：RN1/4WS -4.7K FTY-OHM - **数量**：6个 - **基本失效率 \(\lambda_b\)**: 0.05400 (10^-6/h) - **环境系数 \(\pi_E\)**: S=0.1 - **环境温度**: 25°C - **环境系数 \(\pi_E\)**: GF1 - **质量系数 \(\pi_Q\)**: B2 - **应力系数 \(\pi_S\)**: 0.0050 - **工作失效率 \(\lambda_p\)**: 按照公式计算得出 ##### 6. 金属膜电阻 R23, R34, R52 - **型号**：RN1/4WS 680E FT/BTY-OHM - **数量**：3个 - **基本失效率 \(\lambda_b\)**: 0.02700 (10^-6/h) - **环境系数 \(\pi_E\)**: S=0.1 - **环境温度**: 25°C - **环境系数 \(\pi_E\)**: GF1 - **质量系数 \(\pi_Q\)**: B2 - **应力系数 \(\pi_S\)**: 0.0050 - **工作失效率 \(\lambda_p\)**: 按照公式计算得出 ##### 7. 金属膜电阻 R24, R26, R28, R31, A3548 - **型号**：RN1/4WS 1K2 FT/BTY-OHM - **数量**：7个 - **基本失效率 \(\lambda_b\)**: 0.06300 (10^-6/h) - **环境系数 \(\pi_E\)**: S=0.1 - **环境温度**: 25°C - **环境系数 \(\pi_E\)**: GF1 - **质量系数 \(\pi_Q\)**: B2 - **应力系数 \(\pi_S\)**: 0.0050 - **工作失效率 \(\lambda_p\)**: 按照公式计算得出 ##### 8. 金属膜电阻 R25 - **型号**：RN1/4WS 8.2K FT/BTY-OHM - **数量**：1个 - **基本失效率 \(\lambda_b\)**: 0.00900 (10^-6/h) - **环境系数 \(\pi_E\)**: S=0.1 - **环境温度**: 25°C - **环境系数 \(\pi_E\)**: GF1 - **质量系数 \(\pi_Q\)**: B2 - **应力系数 \(\pi_S\)**: 0.0050 - **工作失效率 \(\lambda_p\)**: 按照公式计算得出 ##### 9. 金属膜电阻 R33, R36 - **型号**：RN1/4WS 10K FT/BTY-OHM - **数量**：2个 - **基本失效率 \(\lambda_b\)**: 0.01800 (10^-6/h) - **环境系数 \(\pi_E\)**: S=0.1 - **环境温度**: 25°C - **环境系数 \(\pi_E\)**: GF1 - **质量系数 \(\pi_Q\)**: B2 - **应力系数 \(\pi_S\)**: 0.0050 - **工作失效率 \(\lambda_p\)**: 按照公式计算得出 ##### 10. 金属膜电阻 R4, R17, R20, R21, R30, R55, R56 - **型号**：RN1/4WS 100E FT/BTY-OHM - **数量**：7个 - **基本失效率 \(\lambda_b\)**: 0.06300 (10^-6/h) - **环境系数 \(\pi_E\)**: S=0.1 - **环境温度**: 25°C - **环境系数 \(\pi_E\)**: GF1 - **质量系数 \(\pi_Q\)**: B2 - **应力系数 \(\pi_S\)**: 0.0050 - **工作失效率 \(\lambda_p\)**: 按照公式计算得出 ##### 11. 金属膜电阻 R40, R43 - **型号**：RSS2W 2KΩ JT/BTY-OHM - **数量**：2个 - **基本失效率 \(\lambda_b\)**: 未给出 - **环境系数 \(\pi_E\)**: S=0.1 - **环境温度**: 25°C - **环境系数 \(\pi_E\)**: GF1 - **质量系数 \(\pi_Q\)**: B2 - **应力系数 \(\pi_S\)**: 0.0050 - **工作失效率 \(\lambda_p\)**: 需要根据给出的基本失效率和其他系数来计算得出 #### 四、总结 通过对上述各金属膜电阻器的详细分析，我们可以看出，MTBF计算过程中需要综合考虑各种因素的影响。这些因素包括但不限于基本失效率、环境条件、应力水平以及元器件的质量等级等。通过精确计算每一个元件的工作失效率，并结合整体电路的设计特点，可以有效地评估产品的可靠性，进而提高产品质量和用户满意度。在实际应用中，还需要根据具体的产品特性和应用场景进行适当的调整，以确保计算结果的准确性和实用性。

MTBF计算表格，可以用于快速计算MTBF

MTBF即平均无故障时间，英文是“Mean Time Between Failure”，具体是指产品从一次故障到下一次故障的平均时间，是衡量一个产品的可靠性指标(仅用于发生故障经修理或更换零件能继续工作的设备或系统)，单位为“小时”。 MTBF值的计算方法，目前最通用的权威性标准是MIL-HDBK-217(美国国防部可靠性分析中心及Rome实验室提出并成为行业标准，专门用于军工产品)、GJB/Z299B(中国军用标准)和Bellcore(AT&T Bell实验室提出并成为民用产品MTBF的行业标准)。

MTBF (Mean Time Between Failure) 平均无故障工作时间 MIL-HDBK-217

可靠性分析工具，MTBF 失效率，故障率

此为HTML文档, 用于MTBF自动计算(填入相关参数 自动计算测试需要时长) 。在文本框内输入相关试验参数后，点击开始计算，老化试验需要时长将被自动计算出来（右上角）。

ALD MTBF Calculator 是用于可靠性预测的免费软件工具。输入您的电子或机械组件数据并接收其预测的 MTBF（平均故障间隔时间）和故障率。

产品寿命可靠性试验MTBF计算规范.docx