平均故障間隔時間 (MTBF) 是衡量預期壽命的指標嗎？

Question

有沒有人知道是否可以使用 MTBF（故障間隔時間）來確定電腦硬體（CPU 冷卻器、電源、機箱風扇等）何時發生故障，從而需要更換？還是說這只是一個不可靠的統計數據，即使過了三、四年也可以忽略？

我的機殼風扇和其他所有有風扇的東西都工作正常，並且已經運行了大約一年。在看到 MTBF 後，我只是擔心它們的預期壽命。

例如：我訪問了供應商的網站，當我查看我的機箱中的機箱風扇時，它說 MTBF 大於 30,000 小時。這是否意味著它會持續三年以上，三、四年過去後，它們就會失效，我就必須更換它們？

此外，對於任何類型的硬件，更高的 MTBF 是否意味著更長的預期壽命？

Answer 1

關於 MTBF 對預測沒有用的建議都是正確的。但它的用處甚至不如那些意識到它沒有用的人往往認為的有用。

預期壽命

人生不同階段會遭遇不同類型的失敗

wrecclesham的答案中的「浴缸曲線」圖是一個概念圖。實際上，兩端的比例可能略有不同。例如，如果製造商使用優質零件和良好的製造品質控制，嬰兒死亡率可能會非常低。

產品生命週期不同階段的故障主要有不同的原因。在嬰兒死亡率期間，產品會因零件缺陷或製造缺陷而失敗。如果他們不儘早失敗，他們就會經歷一段「消耗期」。每年都有一小部分單位因隨機原因而失敗。到使用壽命結束時，零件會磨損並發生故障，因為零件的製造用途就是如此。

建造品質的巨大差異可能會在某種程度上影響所有階段的故障。製造成本非常低的產品可能會使用廉價零件，製造精度較差，並且通常很少關注品質控制。高端產品可能在所有方面都相反。

同一級別的產品在製造品質上可能沒有太大差異。因此，例如，製造商可以收到一批具有正常預期壽命但公差更寬的零件。它的嬰兒死亡率可能更高，但如果它沒有因此而失敗，將具有相同的使用壽命。

舊零件的預期壽命

預期壽命實際上可能與您想像的相反。平均單位的預期壽命包括嬰兒死亡率失效和隨機損耗失效。舊設備不會因上述任何一種原因而發生故障。因此，僅包含舊設備的池的平均總壽命將比包含所有新設備的池的平均總壽命更長。

設備的使用壽命越長，其品質就越有可能持續這麼長時間。它是少數幸運的設備之一，擁有最完美的組件，以最高精度製造，並得到最好的操作和保養。鑑於您有一個仍在工作的舊部件，預計它不會暫時出現故障，因為這是平均單元的使用壽命。您的舊零件的預期壽命比普通零件更長（儘管這仍然無法告訴您特定零件的使用壽命有多長）。

平均無故障時間

這是什麼

術語“MTBF”有多種使用方式。 「平均故障間隔時間」用於衡量預期系統正常運作時間或可修復系統的可用性。 「平均故障前時間」適用於可能可修復或不可修復的設備，但它通常與壽命終止事件相關。這就是這裡的適用含義。

該措施的名稱「平均故障前時間」非常具有誤導性。通常情況並非如此。您可以透過執行一定數量的單元直到它們失敗來衡量該定義，然後取這些時間的平均值。對於預期使用壽命為多年的物品來說，這是不切實際的；這些產品永遠不會進入市場，因為它們將永遠處於測試階段。

該數字以另一種方式開發。當它不是簡單地從類似模型的虛假數字推斷出來時，通常用於測量“MTBF”的方法是在相對較短的時間內測試大量設備。他們將總測試時間（測試持續時間 x 測試單元數）除以該時間段內的失敗次數（並且當失敗時，他們通常不會按單元停止時鐘）。

它真正衡量的是什麼

在此時間範圍內發生的失敗是嬰兒死亡和生命早期的隨機失敗。他們永遠不會遇到生命終點的失敗，這正是你想知道的。只有一小部分單位在其生命早期就失敗了。您無法從這些統計數據中推斷或得出生命終結的時間，它們實際上並不能告訴您有關預期壽命的任何資訊。充其量，它們只是將一個項目與另一個項目進行比較的粗略相對衡量標準。

從 MTBF 所依據的事件來看，損耗故障是任何產品都會發生的隨機事件，無論品質如何。品質大幅提高的產品的使用壽命會更長，因為零件需要更長的時間才能磨損，但在此之前的隨機故障可能不會有太大不同。

因此，MTBF 的差異往往主要反映嬰兒死亡率的差異，而不是生命終點的差異。如前所述，這可能反映了建造品質的差異，這可能會轉化為預期壽命的一些差異。但也可能是高品質設備的情況，製造商收到了一批不良組件。如果您的設備沒有故障組件，那麼它的預期壽命可能比普通設備長得多。

MTBF有實用價值嗎？

如果您可以在兩種產品之間進行選擇，其中兩種產品的 MTBF 估算方式相同（例如來自同一製造商的兩種不同型號），並且一種產品具有明顯更好MTBF，這可能是整體品質較好的標誌，您可能會期望它能持續更長的時間。在其他條件相同的情況下，更安全的選擇是選擇 MTBF 更好的產品。

如果 MTBF 數字很接近，小差異只是統計噪音；它什麼也沒告訴你。

Answer 2

不，不幸的是沒有。

組件的 MTBF（平均故障間隔時間）額定值不能用於確定確切地當產品失敗時，因為它只是平均值的衡量標準（即平均的) 發生故障之前可以使用的時間。

MTBF 評級考慮到以下事實：某些單一組件將大大超過平均值，而其他組件可能會非常快速地失敗（也稱為「嬰兒死亡率」），將所有這些資訊提煉為簡單的平均值。

事實上，根據相關產品類型的不同，故障率可能會大不相同：