群交流记录：MTBF就是骗局,实际应用中不具备任何意义?

现在有些甲方指标乱提，比如要求寿命20年， 但是给你的报价确是地摊货的价格

有理论指导意义吧，且是统计学意义

初学者，不能全部看不明白，但也学到一些东西，这样的讨论真不错。。。

好资料，学习中

[quote][url=pid=139227&ptid=15189]yeh 发表于 2013-12-24 07:38[/url]
我们用一个计算过程来说明一个产品的平均无故障时间为40000小时的意义
1.并不是指产品的寿命是40000小时。
…[/quote]

又看到这一段了，这是某个PPT上的东西吧？今天跟论坛里的一个前辈讨论了好久，他觉得这个说法就是错误的。他认为MTBF=40000，这个时间已经是经过平均了的，不能再拿这个数据去平均（除以市面上产品总数）。好像说的也挺有道理。但是根据GJB 451A的定义，MTBF是寿命单位总数和故障总次数的比值，所以你贴的这段话似乎也有道理。那么，我们平常提的MTBF，到底指的是一台产品的还是一批产品？

很不错的解释，资料还要多看看。:$

很不错的资料，值得大家学习。每个指标都有存在的意义和应用的范围，用对了就好

admin的回复

[quote][url=pid=139233&ptid=15189]aomareliability 发表于 2013-12-24 08:56[/url]
一个产品的平均无故障时间为40000小时，代表什么意义？
每个产品的平均无故障时间代表什么意义？
平均无 …[/quote]

“”而根据MTBF的定义，失效率是定值，也就是MTBF的倒数是定值，也就是MTBF是定值，那么MTBF为什么会变“这个首先假设寿命服从指数分布啊

[quote][url=pid=139227&ptid=15189]yeh 发表于 2013-12-24 07:38[/url]
我们用一个计算过程来说明一个产品的平均无故障时间为40000小时的意义
1.并不是指产品的寿命是40000小时。
…[/quote]

没太明白您的意思。MTBF=e^-1？

在假定失效服从指数分布的前提下，失效率x是恒定的，与产品的工作时间T无关，MTBF是失效率x的倒数，MTBF以量统计，也具有量的意义。所谓的MTBF18年，甚至几百年，仅仅针对随机失效这一机理而言，是有其意义的。但是很多人误解为这代表每一个产品能工作这么久而不出现失效，实际上，产品工作MTBF的时间后，可靠度只有e^(-x*MTBF)=e^(-1)=36.8%,63.2%的产品都已经失效了，这是MTBF意义的一个解读。另外，产品的失效往往混合了浴盆曲线后段的耗损失效，对于耗损失效机理，其“MTBF”，若还单纯以量统计，个人认是错误的。前面的MTBF计算是基于随机失效的一个指标，如果把耗损失效也混在一起，就误解更多了。

[quote]yeh发表于2013-12-2407:38[url=pid=139227&ptid=15189][/url]
我们用一个计算过程来说明一个产品的平均无故障时间为40000小时的意义
1.并不是指产品的寿命是40000小时。…[/quote]

这个例子不能说明什么吧！我记得MTBF试验时有个公式MTBF=Af*2T/X2(a,2r+2),Af是加速因子,T是总运行时间，X2()是卡方函数，a是1-置信度，r是失效数量。在这个试验最后计算的MTBF就是多个产品的运行时间的平均值吧（虽然有乘以加速因子）。
难道是我理解错了？

单边置信度定时截尾试验无失效试验计算是基于该过程是HPP（Homogeneouspossionprocess）,所以在军标里面会强调失效率恒定。该计算只适用与失效率恒定的计算。
MTBF只是失效率的另一种表达方式，没有发现这个定义的本身有什么问题，也不存在在任何的争论。大家争论的焦点大部分是基于MTBF的寿命预测的意义。另外一点就是这个概念对于不了解可靠性的人存在误导的问题。

[quote]aomareliability发表于2013-12-2408:56[url=pid=139233&ptid=15189][/url]
一个产品的平均无故障时间为40000小时，代表什么意义？
每个产品的平均无故障时间代表什么意义？
平均无…[/quote]

MTBF存在差异很大程度上MTBF和时间有关系，另外样本和总体之间不可能完全吻合。MTBF绝对值只能通过全寿命试验来评估，而MTBF的相对值可以反应产品相对好坏，为产品改善提供方向和依据。特别对复杂系统而言。

MTBF讨论因我而起，那么最后就由我来做个总结。在讨论过程中，感谢大家的积极发言，使我更彻底的明白了可靠性理论。这里特别感谢“成都-zhouyu738”兄弟，使我明白了HarzardRate的概念！
概念理解：
引用MIL-HDBK-338B的例子：开车到200公里的目的地，用4个小时完成，那么在此过程中可能快点，也可能慢点，但平均速度是50KM/H。
HarzardRate失效率时间函数:中文为失效率，其代表的含义为任意时刻的瞬时速度和剩余路程的比值。也就是可靠性函数h(t)=(1/Ns)*(dNf/dt)，该值为定值时反应了当前速度与剩余的比值为定值，路程随时间在减少劣化速度同时降低，但其比值不变。
FailureRate失效时间函数：反映了已经开车的时间完成总行程的状况。期可靠性函数的含义为单位时间内可靠性减少的比重。
f(t)失效率密度函数：当前车速和总路程的比值，该值越大，对总路程贡献就越大。反映了劣化速度与总体样本的比值。（h(t)是劣化速度与剩余样本的比值。）
MTBF平均失效间隔时间。针对可维修产品的可靠性概念。因为产品的可维修性，任意时间产品剩余数量都等于投入数量，也就R(t)=Ns/No=1。
可维修产品的可靠性衡量标准是：MTBF
不可维修产品的可靠性衡量标准是：R(t)
若使用MTBF计算R(t)就是头上安头多此一举，因为MTBF的可靠度R(t)=1。

MIL-HDBK-338B可靠性理论里，假设了两个条件把MTBF带入R(t)函数里面。两个假设：1、可维修系统；2、失效率h(t)为定值。那么我们认为假设成立，代入可靠性函数里看看会发生什么？
h(t)=(1/Ns)*(dNf/dt)=1/MTBF=r/T(t)
==>T(t)=Ns/(dNf/dt)
Ns为剩余样本数量，可维修系统Ns=N0
dNf/dt劣化速度
==>T(t)=N0/(dNf/dt)
根据单边置信度定时截尾试验无失效试验：
MTBF=N*T/(0.5*K方）
==>MTBF=N*T/(0.5*K方）=N0/(dNf/dt)
劣化速度是产品的固有特性，若产品随时间的增加劣化速度越快，那么试验得到MTBF值和实际差别就越大。并且投入的试验样本越多，得到的MTBF值也就越大。

[quote]aomareliability发表于2013-12-2315:41[url=pid=139202&ptid=15189][/url]
我认为MTBF引入可靠性是个错误的概念，在实际应用中困扰绝大多数的人。
想了一个周末，今天把自己的想法和…[/quote]

个人见解：
1.平均寿命不是固定值，可以改变，因为这里的平均寿命是指故障寿命，而不是传统意义上的报废；
2.假设失效率恒定只不过是为了说明在这种情况下MTBF和可靠度的关系，而在其他分布条件下MTBF与可靠度到底有什么关系现在好像没有人能说明。
3.失效率和平均寿命的倒数是否相等，这个只有在指数分布的时候才相等，其它分布没有这个说法；
4.试验数量越多MTBF越大，还有平均值的变化等等，这个前几天跟一个教授讨论过，他的建议是试验的MTBF只是一般都是去目标值的3分之一去验证，接受的准则就是必须高概率的通过，不必拿试验的MTBF去跟实际的对比或者纠结数量。这个跟很多综合的故障机理有关；
很多前辈建议的是老外的很多东西其实论技术含量没多少，只不过验证比较多，积累比较多，而这一点是我们所欠缺的，我们应该去质疑但是也应该去改进，根据我们的国情去改进，什么时候IEC之类的标准上能大量留下中国人的名字就~~~

[quote]liangzi4131发表于2013-12-2409:10[url=pid=139238&ptid=15189][/url]
MTBF和失效率的关系是从其定义得来的，与失效率是否恒定无关。也正是因为这样MTBF才不是平均寿命。MTBF只是…[/quote]

但是现在绝大多数教材、文章里面MTBF就是等同于平均寿命，我觉得这里所说的平均寿命并不是只传统意义上报废寿命，所以不用考虑其分布，不过确实与失效率是否恒定没什么关系。只不过是在指数分布的条件下才等同于故障率的倒数。很多人说的电子元器件寿命服从指数分布，但是这只是在成熟期，如果真是按整个寿命周期算，从早期到耗损期，分布一定不是指数分布。

[quote]liangzi4131发表于2013-12-2409:10[url=pid=139238&ptid=15189][/url]
MTBF和失效率的关系是从其定义得来的，与失效率是否恒定无关。也正是因为这样MTBF才不是平均寿命。MTBF只是…[/quote]

MIL-HDBK-338B中有MTBF和可靠性函数关系中说的一段话：
ItisimportanttorememberthatMTBFonlyhasmeaningforrepairableitems,and,forthatcase,
MTBFrepresentsexactlythesameparameterasmeanlife(5).Moreimportantisthefactthata
constantfailurerateisassumed.Thus,giventhetwoassumptionsofreplacementuponfailure
andconstantfailurerate,thereliabilityfunctionis:
R(t)=e*#t=e*t/=e（-t/MTBF）

我发现不是MTBF和寿命两个有什么关系的问题！
而是MTBF概念是否正确的问题！！
MTBF是基于两个假设，当我们认为假设成立时去推导定义是否成立？结果发现MTBF假设，和可靠性关键函数定义是不能同时成立的。也就是说MTBF根本不存在，是个概念错误。
1、定义：根据MIL-HDBK-338B对Failurerate和Harzardrate的定义和解释，Failurerate是平均速度，Harzardrate是每个时刻点的速度。
2、假设：MTBF成立必要条件harzardrate是一个定值。
3、定义：可靠性函数的定义Failurerate时间函数=Harzardrate0~t的积分
证明过程如下：
a、根据1,2两个条件推导出Failurerate时间函数=harzardrate时间函数，也就是λ(t)=h(t)=h(t)0~t的积分
b、根据a，3两个条件推导出两个：
1、λ(t)=h(t)=0，也就是无论时间多长都不会发生失效
2、R(t)=exp(-常数)=某个常数，也就是F(t)和R(t)为恒定不变量
结论：很显然无论b步骤推导的两个结论中的哪一个，都是不具备意义的。
也就是说若假设有个constantfailurerate存在，那么有且只有一个值，该值为0。

个人认为现在客户提的寿命要求，10年、20年的是指报废的时间，而不是我们认为的可靠性寿命。

MTBF和失效率的关系是从其定义得来的，与失效率是否恒定无关。也正是因为这样MTBF才不是平均寿命。MTBF只是可靠性的一个Metric，虽然单位是小时，年或者天但与平均寿命是两个完全不同的概念。有点挂羊头买狗肉的嫌疑。就好像一个人姓白，但是脸不一定很白。之前爱立信的可靠性专家举了一个很经典的关于美国20-60岁人口死亡率的问题，按死亡率计算MTBF美国白人的MTBF是3000年。

昨天想了一下，MTBF跟寿命应该是两个不同的概念，故障判据应该不一样，可靠性相关的故障和寿命相关的故障应该是2种，所谓的全寿命试验，我们也没看到故障判据是什么，也就是没有区分什么是可靠性相关的故障，什么是跟寿命相关的故障，失效是否就是代表到寿命了？我认为，MTBF和寿命根本就是2回事。

[quote]yeh发表于2013-12-2407:38[url=pid=139227&ptid=15189][/url]
我们用一个计算过程来说明一个产品的平均无故障时间为40000小时的意义
1.并不是指产品的寿命是40000小时。…[/quote]

一个产品的平均无故障时间为40000小时，代表什么意义？
每个产品的平均无故障时间代表什么意义？
平均无故障时间，是否是产品的固有属性？
为什么投放到市场不同数量的产品，期平均无故障时间改变了？
而根据MTBF的定义，失效率是定值，也就是MTBF的倒数是定值，也就是MTBF是定值，那么MTBF为什么会变？

我们用一个计算过程来说明一个产品的平均无故障时间为40000小时的意义
1.并不是指产品的寿命是40000小时。
2.如果在市场中投放10个这样的产品，那么每个产品的平均无故障时间(MTBF)为40,000/10=4,000hrs
3.如果在市场中投放10000个这样的产品，那么每个产品的平均无故障时间(MTBF)为40,000/10,000=4hrs
4.如果在市场中投放60000个这样的产品，那么每个产品的平均无故障时间(MTBF)为40,000/60,000=0.67hrsor40minutes
5.根据统计学理论，每一个这样的产品到达40000小时的概率为
Probability=e^(-t/MTBF),wheret=MTBF
=e^-1
=0.3677or36.8%ofunitssurviving(or63.2%ofunitsfail)
上述过程是基于随机故障并符合Weibull的分布曲线的假设，Beta斜率为1。

我认为MTBF引入可靠性是个错误的概念，在实际应用中困扰绝大多数的人。
想了一个周末，今天把自己的想法和证明过程说说，并把证明过程原档附在后面。有错误的地方希望大家能够指正。不才下面献丑了！
1、请看图片MTBF-1，我从MIL-HDBK-338B上截取了平均寿命，MTBF和可靠性三个定义的公式。
1-1、从公式上看若MTBF和平均寿命相等，那么总运行时间，统计数量和失效次数这两个值要相等。但是MTBF是可维修的时间是可以继续增长的，平均寿命是固定值，一旦出现就无法改变。

1-2、第二个假设，失效率是固定的。为什么强调失效率是固定的呢？是因为若失效率不是定值那么可靠性定义F(t)是无法进行积分的！！这个是非常严重，若错误就****可靠性的数学基础，并且在第5章介绍可靠性理论是有个大大的NOTE就说明了从纯统计学角度上来讲是不可以积分的。
1-3、在可靠性公式中，引用了失效率和平均寿命倒数相等，再引用MTBF等平均寿命，导出MTBF和可靠性的公式。那么失效率和平均寿命的倒数是否相等呢？非常遗憾这两个不相等。我假设了一个寿命分布符合正太分布，平均寿命为1000小时，标准差为200小时。然后计算失效率是否和平均寿命的倒数相等，很遗憾未发现相等。请参考图片MTBF-2

2、单边置信度定时截尾试验是否试验样品数量有关呢？还是以上述1-3的分布为准，然后用采用单边置信度定时截尾试验验证，试验样品数量是否和MTBF相关。得到的结果是在可靠性固有水平下，试验数量越多试验得到的MTBF值就越大。请参考图片MTBF-3

3、单边置信度定时截尾试验与数量关系的验证。MTBF是平均值，假定通过试验方法测试得到MTBF值。既然这个值是平均值，就假设所有的测试样品在MTBF值时间同时失效，再通过单边置信度定时截尾试验的计算方法来计算，看看前后两个值是否相等。很遗憾这两个值居然不相等，并且随不同置信度和试验数量变化而变化和试验时间无关。请参考图片MTBF-4

总结：我觉得MTBF是可靠性参数中最错误的应用，原因就是在于MTBF不应该是失效率的倒数，也就是我们不能把失效率的倒数再倒过来，在这个倒的过程中的物理意义产生极大变化，极大地误解。但从图MTBF-2中我们对比两个累积失效率，发现失效率在耗损期之前基本一致，所以失效率的意义是积极显著的。但是若我们再把这个失效率倒过来那就太2了！太2了，太2了！

对MTBF的争论由来已久，个人觉得不能简单的说有用或者没有。而是MTBF在可靠性体系中放在了正确的位置。MTBF的获得上是否采用了正确的方式。在早期电子元器件制造水平低下，可靠性较低的情况下MTBF是有很重要的意义的。但目前元器件的制造工艺大幅度提高，得到几百年的MTBF也不足为奇。所以大家逐渐开始怀疑他的价值和意义。个人认为对于消费类电子产品谈论MTBF的意义不大，更多的时候是以规定时间内的失效率来作为可靠性的目标的。但对于可靠性较高的通讯类产品，器件众多，系统复杂,基于MTBF的预计还是目前采用最多的一种方式，很多其他的方法也都是该方法的衍生。所以在通讯，国防等领域个人认为MTBF还是有很大的市场。

我觉得不是骗局，只能说局限性很强

[size=3]看大家在QQ群里面讨论这么热烈，我也凑测热闹吧
首先说明我没有参与过具体产品研发过程中的可靠性工作，单从可靠性研究的角度来说：
算出来一个产品的MTBF为8年有什么用？费了老鼻子劲计算出火箭发生成功的可靠度为0.999又有什么用？
反正都是统计的东西，最终产品用了6年坏了，火箭发射失败，也不能说你算错了！
我觉得MTBF，可靠度都只是衡量指标，这些计算实际上都还是[b]第一步[/b]，更重要的是后面的步骤：[b]根据这些衡量指标的计算过程，发现影响产品可靠性的关键部件、环节等等，改进产品的设计、生产，最终的目的是提高产品的可靠性！[/b]

楼主辛苦了。以后查起资料就方便了，不会看完qq信息，就忘了

学习了

中国可靠性网论坛内的关于[url=http://www.kekaoxing.com/club/misc.php?mod=tag&id=178]MTBF[/url]资料，就非常多了，
说到本贴关于骗局的，让我想起，可靠性论坛还有一个陷阱的贴子：[url=http://www.kekaoxing.com/club/thread-3959-1-1.html]小心MTBF是个陷阱[/url]

QQ群内，都是可靠性行业内的朋友，群内禁止广告，大家交流下生活，工作，或不时有高手讲讲技术心得。欢迎大家加入啊。加群前，请先看要求。[url]http://www.kekaoxing.com/club/thread-13103-1-1.html[/url]