群交流记录：MTBF就是骗局,实际应用中不具备任何意义?

owshiiuhs

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。

liangzi4131

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。

owshiiuhs

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。

aomareliability

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。

aomareliability

liangzi4131发表于2013-12-2409:10
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...

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）

owshiiuhs

liangzi4131发表于2013-12-2409:10
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...

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。

owshiiuhs

aomareliability发表于2013-12-2315:41
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...

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~~~

aomareliability

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。

tmjgytgsw

aomareliability发表于2013-12-2408:56
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...

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。

liangzi4131

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。