平均故障間隔時間 （MTBF） 是確定嵌入式系統(tǒng)組件壽命的重要指標(biāo)，但很難用準(zhǔn)確的結(jié)果進(jìn)行計算。這些困難導(dǎo)致了不可靠的數(shù)字，這引起了對這種計算的強(qiáng)烈反對。

人們通常將可靠性定義為所述設(shè)備將在指定時間段內(nèi)按要求執(zhí)行功能的概率。這一切看起來都相當(dāng)簡單，并且在某種程度上，它可以具有足夠大的樣本量和足夠長的時間段。得出這些數(shù)字的主要問題是它們是產(chǎn)品發(fā)布所必需的——而不是在可以確定實(shí)際可靠性的生命周期結(jié)束時。

追溯計算組件或設(shè)備在其生命周期內(nèi)提供的可靠性是相當(dāng)基本的數(shù)學(xué) -總時間/總故障。在證明幾乎過時的產(chǎn)品時，這一切都很好，并且可能有助于證明典型產(chǎn)品的可靠性，但是新的集成商想知道這個產(chǎn)品的可靠性，而不是以前的化身。

越來越多的情況是，除了對工業(yè)電子產(chǎn)品估計壽命的普遍接受之外，可靠性是在最早的規(guī)范階段預(yù)先指定的。雖然這不合邏輯——例如，必須根據(jù)估計的使用壽命確定保修期——但我們現(xiàn)在需要量化這種可靠性。這就是我們的老朋友，或者越來越多的敵人，平均故障間隔時間 （MTBF） 的用武之地。MTBF 和“資產(chǎn)壽命”越來越緊密地聯(lián)系在一起，但是這些數(shù)字中的任何一個有多準(zhǔn)確，它們實(shí)際上告訴了我們什么？

還值得指出的是 MTBF 不太常見的表親平均故障時間 （MTTF），其不同之處在于后者通常用于不可修復(fù)的產(chǎn)品，因此更常用于原子組件而不是組裝產(chǎn)品。MTTF 計算為總時間/單位數(shù)。

兩者的準(zhǔn)確性都有很大的漏洞。給定單個單元的可靠性是一個非常復(fù)雜的計算。為了提供這個雷區(qū)的示例，一位客戶最近詢問我們制造的他們的定制產(chǎn)品是否適合 10 年的資產(chǎn)壽命。通過查詢這個，他們希望我們提供 10 年 MTBF 的證據(jù)。

有趣的是，計算 MTBF 似乎最合乎邏輯的方法給出了最奇怪的結(jié)果！鑒于該產(chǎn)品已經(jīng)制造和部署了 5 年以上，與新產(chǎn)品不同，我們擁有大量歷史數(shù)據(jù)。不幸的是，大約 5，000 個單元的數(shù)據(jù)，平均部署 3 年，大約 14 次故障，提供了超過 1，000 年的 MTBF！

盡管我想對我們定制產(chǎn)品的可靠性感到幸災(zāi)樂禍，而且我的數(shù)據(jù)將完全支持這是一個真正的 MTBF 數(shù)據(jù)，但沒有人能夠真正相信即使是制造產(chǎn)品的材料也能在這么長的時間內(nèi)存活下來——盡管這可能塑料外殼也是如此！

第二種，也許是更現(xiàn)實(shí)的方法，只考慮一個組成部分：最薄弱的環(huán)節(jié)。根據(jù)定義，最薄弱的環(huán)節(jié)最有可能失敗，因此最有可能首先失敗，這是完全合乎邏輯的。所以根本不應(yīng)該存在計算，這個數(shù)字只是傳遞到最終產(chǎn)品嗎？

我將 MTBF 的呈現(xiàn)方式比作汽車制造商公布油耗數(shù)據(jù)的方式。歷史上從來沒有在車輛中實(shí)現(xiàn)的真實(shí) MPG 與制造商的夸張聲稱相匹配，因?yàn)檫@個數(shù)字是在遠(yuǎn)離真實(shí)世界的測試中獲得的，通風(fēng)口密封，無風(fēng)等。同樣，組件制造商的 MTBF不太可能包含所有或任何會影響它的外部因素——例如濕度、溫度、振動或沖擊。這些常數(shù)在測試期間是什么幾乎從未記錄過，因此任何特定的 MTBF 數(shù)字都很少與下一個數(shù)字相提并論。不幸的是，這種回歸伴隨著最終產(chǎn)品。MTBF 根本不包括預(yù)期的使用條件或產(chǎn)品壽命。

對可靠性和失效可能性的計算進(jìn)行了深入研究。眾所周知的、可觀察到的現(xiàn)象，例如“浴缸”效應(yīng)，有據(jù)可查，但很難包含在單個“小時”整數(shù)中。Weibull 分析確定了產(chǎn)品群當(dāng)前的位置，非常值得進(jìn)一步研究 - 以及試圖涵蓋單個單元的時間流逝的加速壽命測試，盡管不是一千年！

審核編輯：郭婷