如何理解FIT和MTBF
發布時間:2021-08-20 責任編輯:lina
【導讀】在(zai)我(wo)們(men)的(de)日(ri)常(chang)工(gong)作(zuo)中(zhong),經(jing)常(chang)會(hui)碰(peng)到(dao)器(qi)件(jian)失(shi)效(xiao)或(huo)係(xi)統(tong)故(gu)障(zhang),這(zhe)時(shi)為(wei)了(le)清(qing)楚(chu)界(jie)定(ding)失(shi)效(xiao)事(shi)件(jian)的(de)嚴(yan)重(zhong)性(xing),就(jiu)需(xu)要(yao)定(ding)量(liang)的(de)來(lai)描(miao)述(shu)具(ju)體(ti)的(de)失(shi)效(xiao)率(lv),這(zhe)就(jiu)需(xu)要(yao)用(yong)專(zhuan)業(ye)的(de)術(shu)語(yu)來(lai)溝(gou)通(tong),而(er)有(you)的(de)工(gong)程(cheng)師(shi)喜(xi)歡(huan)談(tan)FIT,有的工程師喜歡談MTBF,其實這兩個概念所描述的主體是不一樣的,因此有必要在此簡析一下。
在(zai)我(wo)們(men)的(de)日(ri)常(chang)工(gong)作(zuo)中(zhong),經(jing)常(chang)會(hui)碰(peng)到(dao)器(qi)件(jian)失(shi)效(xiao)或(huo)係(xi)統(tong)故(gu)障(zhang),這(zhe)時(shi)為(wei)了(le)清(qing)楚(chu)界(jie)定(ding)失(shi)效(xiao)事(shi)件(jian)的(de)嚴(yan)重(zhong)性(xing),就(jiu)需(xu)要(yao)定(ding)量(liang)的(de)來(lai)描(miao)述(shu)具(ju)體(ti)的(de)失(shi)效(xiao)率(lv),這(zhe)就(jiu)需(xu)要(yao)用(yong)專(zhuan)業(ye)的(de)術(shu)語(yu)來(lai)溝(gou)通(tong),而(er)有(you)的(de)工(gong)程(cheng)師(shi)喜(xi)歡(huan)談(tan)FIT,有的工程師喜歡談MTBF,其實這兩個概念所描述的主體是不一樣的,因此有必要在此簡析一下。
FIT,是英文Failures In Time的縮寫,從其字麵意思可知,它是以時間維度來表述失效率的,實際上它是描述“器件”失效率或故障率的單位。故障率(λ)是指正常工作的n個器件在運行一定時間t之後,其中喪失其規定的功能的r個器件所占的比例,公式表述為:

這裏λ的單位即是fit,定義是在109h(小時) 內,出現一次故障即為1fit。因此,如果某個器件失效率為100fit,則平均預期可安全工作107小時。
舉例來講,如果測試某批次的器件,被測器件共4000個,在工作了5000小時後出現了2個器件失效,則該器件的失效率λ為:

MTBF,是英文Mean Time Between Failures的縮寫,即平均無故障時間,是指設備從一次故障到下一次故障的平均時間,是衡量一個“設備”的可靠性指標(僅用於發生故障經修理或更換器件能繼續工作的設備或係統),單位為“小時”。具ju體ti來lai說shuo,是shi指zhi相xiang鄰lin兩liang次ci故gu障zhang之zhi間jian的de平ping均jun工gong作zuo時shi間jian,也ye稱cheng為wei平ping均jun故gu障zhang間jian隔ge,它ta僅jin適shi用yong於yu可ke維wei修xiu設she備bei或huo係xi統tong,同tong時shi也ye可ke表biao述shu為wei設she備bei或huo係xi統tong在zai總zong的de使shi用yong階jie段duan累lei計ji工gong作zuo時shi間jian與yu故gu障zhang次ci數shu的de比bi值zhi為weiMTBF。
假定某個設備由i個器件構成,而這些器件分別對應的失效率為λi,則該設備的MTBF用公式計算為:

簡單舉例來講,如果一個係統由50個器件組成,每個器件的失效率均為250fit,則該係統的MTBF為:1/(50*250fit)=80000h(小時)。
進而,如果該係統平均每天運行18h,每年運行300天,則該係統的安全壽命為:
80000h/(300*18h)=14.8年。
下麵,我們來看一個更貼近實際應用的某變流器MTBF的估算示例,表中的器件對應fit值均為假設或近似,隻是為了說明計算方法:

由上表中計算出係統整體失效率為5300fit,假定其常年無休一直在運行,則其MTBF=10E9/5300/ (24x365)=21.5(年),即該變頻器預期可安全運行21.5年。
綜上,MTBF是用來描述係統或設備級別的故障間隔時間,而FIT是用來描述某單一器件的失效率的單位。
英飛淩為部分器件提供了FIT率報告,登錄myInfineon,在產品頁麵下就可以查看。下麵就是IKW40N120T2的報告。可以看到,這顆器件包含了IGBT和二極管芯片,總的FIT率為單顆器件FIT相加,僅為0.8,即器件平均預期可安全工作1.25*109小時,表征了器件非常好的可靠性。

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