Ist die mittlere Betriebsdauer zwischen Ausfällen (MTBF) ein Maß für die Lebenserwartung?

Question

Weiß jemand, ob MTBF (Meantime Between Failures) verwendet werden kann, um zu bestimmen, wann ein Teil der Computerhardware (CPU-Kühler, Netzteil, Gehäuselüfter usw.) ausfällt und ersetzt werden muss? Oder ist es nur eine unzuverlässige Statistik, die auch nach 3 oder 4 Jahren ignoriert werden kann?

Meine Gehäuselüfter und alles andere, was einen Lüfter hat, funktioniert seit etwa einem Jahr einwandfrei. Ich mache mir nur Sorgen um ihre Lebenserwartung, nachdem ich gesehen habe, wie hoch die MTBF war.

Beispiel: Ich habe die Website des Herstellers aufgerufen und mir die Gehäuselüfter in meinem Gehäuse angesehen. Dort stand, dass die MTBF über 30.000 Stunden beträgt. Bedeutet das, dass sie länger als 3 Jahre halten und nach Ablauf dieser 3 oder 4 Jahre kaputt gehen und ich sie ersetzen muss?

Bedeutet eine höhere MTBF bei jeder Art von Hardware außerdem eine längere Lebenserwartung?

Answer 1

Der Hinweis, dass MTBF für Vorhersagen nicht nützlich ist, ist richtig. Aber es ist noch weniger nützlich, als Leute denken, die wissen, dass es nicht nützlich ist.

Lebenserwartung

Verschiedene Arten von Misserfolgen in verschiedenen Lebensabschnitten

Die Grafik der „Badewannenkurve“ in Wreccleshams Antwort ist ein konzeptionelles Diagramm. In Wirklichkeit können die beiden Enden etwas anders proportioniert sein. Wenn ein Hersteller beispielsweise qualitativ hochwertige Teile und eine gute Qualitätskontrolle bei der Herstellung verwendet, kann die Kindersterblichkeit sehr niedrig sein.

Ausfälle in verschiedenen Phasen der Lebensdauer eines Produkts haben größtenteils unterschiedliche Gründe. Während der Kindersterblichkeitsphase versagen Produkte aufgrund defekter Teile oder Herstellungsfehler. Wenn sie nicht frühzeitig ausfallen, durchlaufen sie eine „Verschleißphase“. Ein kleiner Prozentsatz von Geräten versagt jedes Jahr aus zufälligen Gründen. Am Ende der Lebensdauer verschleißen die Teile und es kommt zu Ausfällen, weil die Komponenten für diesen Einsatzzweck gebaut wurden.

Große Unterschiede in der Verarbeitungsqualität können sich in allen Phasen bis zu einem gewissen Grad auf Fehler auswirken. Bei einem sehr billig hergestellten Produkt werden möglicherweise billige Teile verwendet, die Fertigungspräzision ist mangelhaft und die Qualitätskontrolle wird im Allgemeinen kaum beachtet. Bei einem High-End-Produkt wäre in allen Punkten wahrscheinlich das Gegenteil der Fall.

Produkte derselben Klasse unterscheiden sich möglicherweise nicht sehr in der Verarbeitungsqualität. So könnte der Hersteller beispielsweise eine Charge eines Bauteils mit normaler Lebenserwartung, aber größeren Toleranzen erhalten. Es könnte eine höhere Kindersterblichkeitsrate aufweisen, aber wenn es aus diesem Grund nicht versagt, wird es die gleiche Lebensdauer haben.

Lebenserwartung alter Teile

Die Lebenserwartung kann tatsächlich genau umgekehrt sein, als Sie denken. Die Lebenserwartung einer durchschnittlichen Einheit umfasst Ausfälle aufgrund von Kindersterblichkeit und zufälligen Abnutzungserscheinungen. Ein altes Gerät ist aus keiner dieser Ursachen ausgefallen. Ein Pool aus ausschließlich alten Geräten hat also eine längere durchschnittliche Gesamtlebensdauer als ein Pool aus ausschließlich neuen Geräten.

Je länger ein Gerät hält, desto wahrscheinlicher ist es, dass es aufgrund seiner Qualität so lange gehalten hat. Es ist eines der wenigen glücklichen Geräte, das die perfektesten Komponenten hat, mit größter Präzision hergestellt wurde und mit größter Sorgfalt behandelt und behandelt wurde. Vorausgesetzt, Sie haben ein altes Teil, das noch funktioniert, ist nicht damit zu rechnen, dass es vorübergehend ausfällt, denn so lange hält das durchschnittliche Gerät. Ihr altes Teil hat eine längere Lebenserwartung als das durchschnittliche Gerät (obwohl Ihnen das noch nichts darüber sagt, wie viel länger Ihr spezielles Gerät halten wird).

MTBF

Was es ist

Der Begriff „MTBF“ wird auf verschiedene Weise verwendet. „Mean Time Between Failures“ wird als Maß für die erwartete Systembetriebszeit oder Verfügbarkeit für reparierbare Systeme verwendet. „Mean Time Before Failure“ wird auf Geräte angewendet, die möglicherweise reparierbar sind oder nicht, wird jedoch häufig mit End-of-Life-Ereignissen in Verbindung gebracht. Das ist hier die zutreffende Bedeutung.

Der Name der Messung, „Mittlere Zeit bis zum Ausfall“, ist sehr irreführend. Normalerweise ist es das nicht wirklich. Sie würden diese Definition messen, indem Sie eine Anzahl von Einheiten laufen lassen, bis sie ausfallen, und dann einen Durchschnitt dieser Zeiten berechnen. Für Artikel mit einer erwarteten Lebensdauer von vielen Jahren wäre das unpraktisch; die Produkte würden nie auf den Markt kommen, weil sie ewig getestet würden.

Die Zahl wird auf andere Weise ermittelt. Wenn sie nicht einfach aus der falschen Zahl für ein ähnliches Modell extrapoliert wird, besteht die häufig verwendete Methode zur Messung der „MTBF“ darin, eine große Anzahl von Einheiten für einen relativ kurzen Zeitraum zu testen. Dabei wird die Gesamtanzahl der Teststunden (Testdauer x Anzahl der Testeinheiten) durch die Anzahl der Ausfälle während dieser Zeit geteilt (und die Uhr wird normalerweise nicht für jede Einheit angehalten, wenn eine Einheit ausfällt).

Was es wirklich misst

Die Ausfälle, die in diesem Zeitraum auftreten, sind Säuglingssterblichkeit und zufällige Ausfälle in der frühen Lebensphase. Sie erreichen nie die Ausfälle am Lebensende, die Sie ja eigentlich wissen möchten. Nur ein kleiner Prozentsatz der Geräte versagt früh in ihrer Lebensdauer. Aus diesen Statistiken können Sie weder extrapolieren noch die Zeit bis zum Lebensende ableiten, sie sagen Ihnen wirklich nichts über die Lebenserwartung. Bestenfalls sind sie ein grobes relatives Maß, um ein Produkt mit einem anderen zu vergleichen.

Betrachtet man die Ereignisse, auf denen MTBF basiert, so sind die Abnutzungsfehler Zufallsereignisse, die bei jedem Produkt auftreten, unabhängig von seiner Qualität. Ein Produkt von wesentlich höherer Qualität hält länger, da die Teile langsamer verschleißen, aber die Zufallsfehler davor unterscheiden sich möglicherweise nicht sehr.

Unterschiede in der MTBF spiegeln also hauptsächlich Unterschiede in der Kindersterblichkeit wider, nicht im Hinblick auf das Lebensende. Wie bereits beschrieben, könnte dies möglicherweise auf einen Unterschied in der Verarbeitungsqualität hinweisen, der sich in einem Unterschied in der Lebenserwartung niederschlagen könnte. Es könnte sich aber auch um hochwertige Geräte handeln, bei denen der Hersteller eine fehlerhafte Charge einer Komponente erhalten hat. Wenn Ihr Gerät keine fehlerhafte Komponente aufweist, könnte es eine viel längere Lebenserwartung haben als das durchschnittliche Gerät.

Hat MTBF einen praktischen Wert?

Wenn Sie die Wahl zwischen zwei Produkten haben, bei denen die MTBF für beide auf die gleiche Weise geschätzt wurde (sagen wir, zwei verschiedene Modelle vom gleichen Hersteller), und ein Produkt hat einewesentlich besserMTBF, das könnte ein Zeichen für allgemein bessere Qualität sein, und Sie könnten erwarten, dass es etwas länger hält. Wenn alles andere gleich bleibt, wäre es sicherer, sich für das Modell mit der besseren MTBF zu entscheiden.

Wenn die MTBF-Werte nahe beieinander liegen,kleine Unterschiedesind bloß statistisches Rauschen; es sagt Ihnen überhaupt nichts.

Answer 2

Nein, leider nicht.

Die MTBF-Bewertung (mittlere Zeit zwischen Ausfällen) einer Komponente kann nicht verwendet werden, um zu bestimmengenauwann ein Produkt scheitern wird, da es lediglich ein Maß für den Mittelwert ist (d. h.Durchschnitt) Zeit, die es genutzt werden kann, bevor ein Fehler auftritt.

MTBF-Bewertungen berücksichtigen die Tatsache, dass einige Einzelkomponenten den Durchschnitt deutlich überschreiten, während andere extrem schnell ausfallen können (auch als „Kindersterblichkeit“ bekannt), und destillieren all diese Informationen zu einem einfachen Durchschnitt.

In der Realität können die Ausfallraten je nach Produkttyp erheblich variieren: