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  • 平均无故障时间MTBF测试及计算过程
    2021-07-28 02:08:17

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    1、一、寿命估算模型常温下的故障及寿命的统计耗时耗力。为方便估算产品寿命,通常会进行批次性产品抽样,作加速寿命实验。不同种类的产品,MTBF的计算方式也不尽相同,常用的加速模式有以下几种:阿氏模型(Arrhenius Model): 如果温度是产品唯一的加速因素,则可采用阿氏模型, 一般情況下,电子零件完全适用阿氏模型,而电子和通讯类成品也可适用阿氏模型,原因是成品类的失效模式是由大部分电子零件所构成.因此,阿氏模型,广泛用于电子与通讯行业。爱玲模型(Eyring Model):如果引进温度以外的应力,如湿度,电压,机械应力等,则为爱玲模型。产品包括电灯,液晶显示元件,电容器等应用此模式。反乘幂法。

    2、则(Inverse Power Law):适用于金属和非金属材料,轴承和电子装备等。复合模式(Combination Model):适用于同时考虑温度与电压作为环境应力的电子材料如电容。二、常温下MTBF的估算方式MTBF(Mean Time Between Failure),即平均失效间隔,指系统两次故障发生时间之间的时间段的平均值。MTBF=(Start of down time-start of up time)number of failures例子:从一批产品中抽取5PCS产品,在某一温度下,其实际工作时间、失效数如下图所示,求MTBF值。解:带入公式计算MTBF=Start of 。

    3、down time-start of up timenumber of failures=T1+T2+T3+T4+T511=145011=131.8二、MTBF阿氏模型只有一项加速因子,如温度,且服从指数分布的加速寿命实验,可采用MTBF阿氏模型计算公式进行估算。阿氏模型起源于瑞典物理化学家SvandteArrhenius1887年提出的阿氏反应方程式.R:反应速度speedofreactionA:溫度常数aunknownnon-thermalconstantEA:活化能activationenergy(eV)K:Boltzmann常数,等地8.623*10-5eV/0K.T:为绝对溫度(Ke。

    4、lvin)Ea=(lnL2-lnL1)*k/(1/T2-1/T1)K=EXPEak(1T3-1T1)MTBF=L1* KEa为活化能(eV);T1、T2为加速寿命测试的实验温度(需换算为绝对温度参与计算);T3为常温温度25,换算为绝对温度为298K;L1、L2分别为加速寿命测试温度T1、T2下测得的寿命;寿命L=抽样测试总测试时间允许故障数量K为Boltzmann常数,值为8.62X10-5 (eV/K);以同类型产品做参照,其计算过程如下:在85条件下测试72小时出现第一次出现故障时间,计T1。在45条件下测试72小时出现第二次出现故障时间,计T2。1.温度T1加速寿命实验所得数据带入以下。

    5、栏位,求出问题T1下的寿命L1测试温度T1()测试样品数量测试时间(天)允许故障数量r8550035第一件故障发生时的测试时间t1(Hr)/其他无故障品的测试时间24*天数(Hr)总测试时间t=24*天数*499+t1(Hr)测得寿命L1=t/r(Hr)54723598271962.温度T2加速寿命实验所得数据带入以下栏位,求出L1测试温度T2()测试样品数量测试时间(天)允许故障数量4550032第一件故障发生时的测试时间t1(Hr)/其他无故障品的测试时间24*天数(Hr)总测试时间t=24*天数*499+t1(Hr)测得寿命L2=t/r(Hr)7993.根据公式 lnL=A+Ea/kT 。

    6、求出Ea(活化能),A为未知温度常数。(1) lnL1=A+Ea/kT1 (2) lnL2=A+Ea/kT2公式(2)-(1),解方程式,得Ea=(lnL2-lnL1)*k/(1/T2-1/T1)因此,可通过实验获得该活化能Ea的值:加速寿命测试温度T1()测得寿命L1(Hr)计算lnL1常数k(Boltzmann),eV/oK计算1/(T1+273)(换算绝对温度)8571968.888.62e-52.79e-3加速寿命测试温度T2()测得寿命L2(Hr)计算lnL2常数k(Boltzmann),eV/oK计算1/(T2+273)(换算绝对温度)45179999.808.62e-53.19e。

    7、-3计算1/T2-1/T1(绝对温度)依照公式求得Ea4.04e-40.414.由以上结果,并根据以下加速因子计算公式,可计算出常温25下(L3)的加速因子K3值及MTBF平均寿命K3=L3L1=EXP(EakT3)EXP(EakT1)=EXPEak(1T3-1T1)加速寿命测试温度T1()测得寿命L1(Hr)常温T3()1/T3-1/T1(1/K)(绝对温度)计算加速因子(Hr)求得常温下MTBF=L1*K3857196255.6e-414.371034105.此次45摄氏度无故障,预估各摄氏温度下的平均寿命为:加速寿命测试温度T1()测得寿命L1(Hr)温度T4()1/T4-1/T1(1/K)计算加速因子K3求得该温度下MTBF=L1*K3预估使用年数(年)4536000252.11e-42.723942011.184536000301.56e-42.09320408.594536000351.02e-41.62262806.66。

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    固态硬盘使用寿命是个老生常谈的话题,固态硬盘相比传统HDD机械硬盘有性能强、体积小、无噪音等优点,但是特殊的工作原理也让它的使用次数有限,但是这个真的是我们需要考虑的问题吗?怎么看固态硬盘还能用多久呢?

    首先我们来了解一下固态硬盘擦除次数与寿命的计算公式:

    195063414_1_202007090233245.jpg

    举个例子比较容易懂,我们以某东上销量第一的某120G固态硬盘为例,该固态用的是TLC芯片,P/E次数可查的数据应该是在1000-1500次,P/E次数指的是完全写入次数,比如120G装满才算一次。

    那么实际写入怎么算呢,比如我们今天下载了10G的电影,比如我们今天上网产生了5G的临时文件,比如我们用办公软件,或者PS或者3D Max等软件制造出来了10G的文件,这些都是实际写入。比较容易产生大容量的操作是各种下载,看电影,不过通常就算煲剧几个小时,也只会产生几G的数据,所以普通家用平均每天可能最多产生10-20G的数据,涉及到PS,3D,影视后期如果数据都往固态硬盘写入,则可能产生几十G甚至上百G的数据,这要取决于工作内容跟强度。

    我们取一个折中的数据来计算一下,实际写入每天50G,那么寿命会是多少呢?

    120*1000/(50*365)= 6.57年左右

    而电脑的寿命是多少呢? 5-10年。实际上更新换代的寿命是多少呢?3-5年。

    所以担心擦写次数带来的寿命问题,其实并不是问题。

    如果你还要担心,下面告诉你怎么检测你的固态硬盘寿命还有多少!

    第一种方法,安装运行CrystalDiskInfo软件,即可检测到硬盘信息。

    下面是我的固态硬盘的数据信息,健康状态是100%,由于台式机用得比较少,对NAND写入量总计才547G,按照我的这个速度用下去,这个固态硬盘要用200多年。

    195063414_2_20200709023324333.jpg

    第二种方法,用各自固态硬盘厂商的检测工具。

    下面依然是我的固态硬件的检测情况,不如上面的工具明晰,圆柱有颜色的代表已经使用,下面HEALTH从左到右依次表示健康到损坏的程度,如果圆柱中出现了下面HEALTH里面对应的颜色,则表示对应部分的不健康程度。

    195063414_3_20200709023324599.jpg

    不同固态硬盘品牌则要在不同官网去找他们的工具,大点的厂商一般会有自己的工具。

    其实呢,不考虑什么品牌,颗粒,主控等因素外,使用过程中固态硬盘需要担心的不是擦写次数,而是下面的两点:

    第一:过热

    其实电子产品都怕过热,只是不同的部件耐热程度不同,CPU,显卡这些耐热程度非常高,但是固态硬盘则没那么高。过热会缩短固态硬盘中闪存颗粒的寿命,这是因为电子芯片会因为过热产生一种叫做电子迁移的现象,说白一点就是加速老化,从物理结构上造成不可逆的寿命损伤,如果长时间高强度使用固态硬盘,再加上散热工作不到位,就很容易造成固态硬盘过热。

    第二:异常断电

    我们知道机械硬盘很怕异常断电,会导致坏道,固态硬盘虽然没有机械装置,不存在坏道的问题,但是固态硬盘是用电信号擦除写入数据,突然断电可能会导致数据丢失,包括已写入保存的数据。这跟人吃着火锅唱着歌突然晕倒的概念差不多,火锅没得吃了,人可能还有问题。

    所以平时使用的时候尽量避免异常断电,让电脑休息下的同时让自己也休息下,机箱有条件的话,可以花个几十块钱加装个风扇加强机箱的散热,这样对固态硬盘的寿命,以及整个电脑的寿命都是有益处的。

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    原标题:手把手教你计算MTBF(平均故障间隔时间),有实例!

    MTBF(平均故障间隔时间)

    MTBF,即平均故障间隔时间,英文全称是“Mean Time Between Failure”,就是从新的产品在规定的工作环境条件下开始工作到出现第一个故障的时间的平均值。MTBF越长表示可靠性越高正确工作能力越强 。单位为“小时”。它反映了产品的时间质量,是体现产品在规定时间内保持功能的一种能力。

    具体来说,是指相邻两次故障之间的平均工作时间,也称为平均故障间隔。它仅适用于可维修产品。同时也规定产品在总的使用阶段累计工作时间与故障次数的比值为MTBF。磁盘阵列产品一般MTBF不能低于50000小时。MTBF值是产品设计时要考虑的重要参数,可靠性工程师或设计师经常使用各种不同的方法与标准来估计产品的MTBF值。

    在军品和民品可靠性指标中,用的比较多的是 MTBF,针对此指标如何分析和计算,很多人一直不清楚,本文详细介绍关于MTBF的基础知识和计算实例,供大家学习参考。

    基础知识:MTBF指标和计算方法

    1、一般常用单位计算

    在单位时间内(一般以年为单位),产品的故障总数与运行的产品总量之比叫“故障率”(Failure rate),常用λ表示。例如网上运行了100 台某设备,一年之内出了2次故障,则该设备的故障率为0.02次/年。当产品的寿命服从指数分布时,其故障率的倒数就叫做平均故障间隔时间(Mean Time Between Failures),简称MTBF。即:MTBF=1/λ。

    标准故障率的曲线可以用众所周知的“浴盆曲线”来描述。所有元件和系统的曲线形状都近似相同-只是时间轴方向上的延伸率不同。它可以分 为三个区域:早期故障期(I),有效工作期(II),生命终期(III)。MTTF(见下文)包含了区域I和 II,而MTBF只包含了区域(II)。

    2605dd0af2ef3e33c7c9ded5164d2431.png

    例如,某型号YY产品的MTBF时间高达16万小时。16万小时约为18年,并不是说YY产品每台均能工作18年不出故障。

    由MTBF=1/λ可知,λ=1/MTBF=1/18年(假如YY产品的寿命服从指数分布),即YY产品平均年故障率约为5.5%,一年内,平均1000台设备有55台会出故障。

    整机可靠性指标用平均故障间隔时间表示:

    MTBF=(T1+T2+…Tn)/ rn

    式中:MTBF——整机的平均故障间隔时间,h;

    Ti——第i台被试整机的累计工作时间,h;

    rn——被试整机在试验期间内出现的故障总数。

    2、串并联部件所导致的MTBF不同 λ=1/MTBF(h)

    如果两个部件串联工作,其中一个发生失效,整个功能就失效了,串联结构的:λ总=λ1+λ2或MTBF总=1/(λ1+λ2)

    对于并联或冗余的结构,虽然一个部件失效,但仍然维持功能的完整性(100%);

    1/λ总=(1/λ1)+(1/λ2)+(1/(λ1+λ2))或 MTBF总=(λ21 + λ1λ2 +λ22)/(λ21λ2 +λ1λ22)

    3、一般产品的MTBF计算

    平均失效(故障)前时间(MTTF)

    设N0个不可修复的产品在同样条件下进行试验,测得其全部失效时间为T1,T2,……TN0。其平均失效前时间(MTTF)为:MTTF = (T1+T2+…Tn)/N0

    由于对不可修复的产品,失效时间即是产品的寿命,故MTTF也即为平均寿命。

    当产品的寿命服从指数分布时,MTTF=1/λ

    平均故障间隔时间(MTBF)

    一个可修复产品在使用过程中发生了N0次故障,每次故障修复后又重新投入使用,测得其每次工作持续时间为T1,T2,……TN0,其平均故障间隔时间MTBF为:MTBF=T/N0

    其中,T为产品总的工作时间。

    对于完全修复的产品,因修复后的状态与新产品一样,一个产品发生了N0次故障相当于N0个新产品工作到首次故障。因此:MTBF=MTTF。

    当产品的寿命服从指数分布时,产品的故障率为常数λ,则MTBF=MTTF=1/λ。

    平均修复时间(MTTR)

    其观测值是修复时间t的总和与修复次数之比:MTTR=(T1+T2+…Tn)/n

    式中:ti——第i次修复时间;n——修复次数。

    4、简单计算(通过温度系数)

    MTBF = Total Test Time*Acceleration Factor/Coefficient (refer to the table)

    Total Test Time = (sample size)*(test days)*(power on hour/day)

    Acceleration Factor = e (Ea/Kb) (1/Tn-1/Ta)

    Ta = Burn – in Room Test Temperature

    Tn = Normal Temperature

    计算案例

    1、产品可靠度指标-指数分布应用范例

    例:MTBF=70000小时的产品在使用4年后,其失效的机率?(假设产品平均每天使用10小时)

    解:

    F(t)=1-R(t) = 1- e-λt =1-e-t/MTBF

    t=10小时 * 365天 * 4年=14600小時

    MTBF= 1/λ=70000

    四年後失效機率:

    F(14600)=1-e-14600/70000=1-e-0.21=0.1882=18.82%

    四年後可靠度:

    R(14600)=1-0.19=0.8118=81%

    例:MTBF=70000小时的产品在使用6个月后,其失效的机率?(假设产品平均每天使用10小时)

    解:

    F(t)=1-R(t) = 1- e-λt =1-e-t/MTBF

    t=10h* 30天* 6个月=1800小時

    MTBF= 1/λ=70000

    6个月後失效機率:

    F(14600)=1-e-1800/70000=1-e-0.0257=0.0254=2.54%

    6个月後可靠度:

    R(14600)=1-0.0254=0.9746=97.46%/

    2、MTBF计算公式(通过温度系数):

    MTBF = Total Test Time*Acceleration Factor/Coefficient (refer to the table)

    AF:Accelerate Factor,加速因子

    T:Total Power on Time,总的开机运行时间

    X2(α,2r+2):卡方公式

    C:Confidential Level,信心度水平

    α:生产者的冒险率,即:1-C

    r:失效数,Number of Failures

    加速因子AF :

    加速因子即为产品在正常使用条件下的寿命和高测试应力条件下的寿命的比值。

    如果温度是产品唯一的加速因素,一般采用Arrhenius Model(阿氏模型)。当产品寿命适用于阿氏模型,则其加速因子公式为:

    AF=e{ Ea/Kb*[1/Tn-1/Ta]}。

    Ea:活化能,单位eV

    Kb:Boltzmann Constant波茲曼常数,(0.00008623eV/°k)

    Tn:正常操作条件绝对温度(°k)

    Ta:加速寿命试验条件绝对温度(°k)

    活化能Ea:

    活化能Ea定义:

    是分子与化学或物理作用中需具备的能量,单位为eV (electron-Volts)。用以超越阻隔潜在故障与实际失效所需的能量。

    活化能高,表示对温度变化影响比较显著。当试验的温度与使用温度差距范围不大时,Ea可设为常数。

    一般电子产品在早夭期失效的Ea为0.2~0.6eV,正常有用期失效的Ea趋近于1.0eV;衰老期失效的Ea大于1.0eV。

    根据Compaq可靠度工程部(CRE)的测试规范,Ea是机台所有零件Ea的平均值。如果新机种的Ea无法计算,可以将Ea设为0.67eV,做常数处理。

    3、加速因子计算范例:

    例1:Ea=0.50eV,Kb= 0.00008623eV/°k, Tn=25℃+273=298°k,Ta=40℃+273=313°k

    例2:Ea=0.65eV,Kb= 0.00008623eV/°k, Tn=35℃+273=308°k,Ta=40℃+273=313°k

    4、MTBF计算范例:

    (1)假设在测试结束前不失效,求总的运行时间T及MTBF测试要用的天数D。

    解:

    (2)假设在测试11天后,有一台失效,不替换失效样品,即29台接着测试,求继续测试时需要的总时间t及MTBF测试要用的天数d。

    解:

    注意:此时总的运行时间T=11*24*30+t ,因为此时已经测了11天

    D=d+11=460.31 + 11=471.31天

    (3)假设在测试11天后,有一台失效,替换失效样品,即仍然是30台接着测试,求继续测试时需要的总时间t及MTBF测试要用的天数d。

    解:

    b: 此时总的运行时间T=11*24*30+t ,因为此时已经测了11天

    D=d+11=444.97 + 11=455.97天

    MTBF测试,Burn-in测试,ALT区别:

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    Burn-in:“老化”测试,指产品在规定的应力条件下,使其特性达到稳定的方法。

    ALT:Accelerated life test,加速寿命测试,是在超过使用环境条件的应力水平下对样品进行的寿命试验。

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    1、平均年限法,又称直线法,是最简单并且常用的一种方法。此法是以固定资产的原价减去预计净残值除以预计使用年限,求得每年的折旧费用。在各年使用资产情况相同时,采用直线法比较恰当。

    2、工作量法,又称变动费用法。是根据实际工作量计提折旧额的一种方法。理论依据在于资产价值的降低是资产使用状况的函数。根据企业的经营活动情况或设备的使用状况来计提折旧。假定固定资产成本代表了购买一定数量的服务单位,然后按服务单位分配成本。

    3、双倍余额递减法,是在固定资产使用年限最后两年的前面各年,用年限平均法折旧率的两倍作为固定的折旧率乘以逐年递减的固定资产期初净值,得出各年应提折旧额的一种加速折旧的方法。在双倍余额递减法下,必须注意不能使固定资产的净值低于其预计净残值以下。

    4、年数总和法,又称年限合计法,是将固定资产的原价减去预计净残值的余额乘以一个固定资产尚可使用寿命为分子、以预计使用寿命逐年数字之和为分母的逐年递减的分数计算每年的折旧额。

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    扩展资料:

    计提折旧的固定资产

    1、房屋建筑物;

    2、在用的机器设备、仪器仪表、运输车辆、工具器具;

    3、季节性停用及修理停用的设备;

    4、以经营租赁方式租出的固定资产和以融资租赁式租入的固定资产。

    固定资产折旧的特殊情况

    1、已达到预定可使用状态的固定资产,如果尚未办理竣工决算,应当按照估计价值暂估入帐,并计提折旧。待办理了竣工决算手续后,再按照实际成本调整原来的暂估价值,不需要调整原已计提的折旧额。当期计提的折旧作为当期的成本、费用处理。

    2、处于更新改造过程停止使用的固定资产,应将其账面价值转入在建工程,不再计提折旧。更新改造项目达到预定可使用状态转为固定资产后,再按照重新确定的折旧方法和该项固定资产尚可使用寿命计提折旧。

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    千次阅读 2019-08-04 16:14:23
    3.测试方法:(以一个周期无线发射数据的模块为例) (1) 静态工作电流测试:样品电路串联电流表,可以测试到休眠电流I2; (2) 无线发射工作状态电流测试:样品电路串联采样电阻,使用示波器捕捉采样电阻无线发射...
  • 面对这样的提问,小白系统决定以数据说话,带你了解下如何查看机械硬盘和固态硬盘的寿命以及计算方法。机械硬盘检查机械硬盘的具体健康寿命。推荐HD Tune ,可以看到读写传输速度、以及健康状态。一般来讲,机械硬盘...
  • 回归统计建模方法寿命周期费用建模中常用的方法,回归统计建模方法本质上是对数据平均 趋势的估算,无法回避“依据错误的数据得到错误的模型”的根本问题。为此,提出用 DEA方法对数据进 行评价,剔除无效数据,将有效...
  • 在设备“等劣化模型”的基拙上,提出以平均无故障工作...针对综采设备可靠性特点及其影响因素,构建了液压支架的可靠性寿命指标体系,并采用隶属度函数方法进行了可靠性寿命计算,其计算结果与生产实际有较好的一致性。
  • 给出了热声载荷作用下加筋板结构的大挠度运动方程,运用有限元方法进行数值模拟,分别计算了四边简支薄壁板与加筋板在相同有限带宽高斯白噪声载荷和变化温度下的应力响应,得到了应力时间历程、应力概率密度分布和应力...
  • 一般电脑的寿命是多久

    万次阅读 2021-06-29 06:23:43
    一般电脑的寿命是:1、电脑是由多个电子元件组装的,但元件间寿命长短不一,一般来说电脑的使用...比如电脑配件质量的好坏,使用的频率,使用方法是不是正确,有没有经常清理电脑里的灰尘等因素。下面我们考虑1-2线...
  • 关于举办“分子动力学模拟及第一性原理计算方法与应用”系列培训班的通知 各有关单位: 分子动力学模拟、第一性原理计算被广泛用于生命科学、化学工程、物理、医药、材料科学、电子学等领域。由于传统实验需要大量...
  • 自20世纪50年代以来,随着生活水平以及医学技术的不断提高,人类的平均寿命也得到了大幅度的提升。在新中国成立前,我国的平均预期寿命仅35岁。而到了上世纪90年代,平均预期寿命翻了一番,达到了70岁。目前,全球人...

空空如也

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平均寿命计算方法