平均故障间隔时间 (MTBF) 是衡量预期寿命的指标吗？

Question

有谁知道 MTBF（平均故障间隔时间）是否可用于确定计算机硬件（CPU 冷却器、电源、机箱风扇等）何时发生故障，从而需要更换？或者它只是一个不可靠的统计数据，即使过了 3 或 4 年也可以忽略不计？

我的机箱风扇和其他所有带风扇的设备都运行良好，已经使用了大约一年。在看到 MTBF 后，我只是担心它们的预期寿命。

例如：我访问了供应商的网站，当我查看机箱中的机箱风扇时，上面说 MTBF 大于 30,000 小时。这是否意味着它将持续使用 3 年以上，而 3 或 4 年后它们就会失效，我必须更换它们？

此外，对于任何类型的硬件来说，更高的 MTBF 是否意味着更长的预期寿命？

Answer 1

关于 MTBF 无法用于预测的建议完全正确。但它甚至比那些意识到它无用的人所认为的更无用。

预期寿命

人生不同阶段的失败类型不同

wrecclesham 的回答中的“浴缸曲线”图是概念图。实际上，两端的比例可以略有不同。例如，如果制造商使用质量良好的零件和良好的制造质量控制，婴儿死亡率可能会非常低。

产品生命周期不同阶段的故障主要由不同原因造成。在早期阶段，产品会因零件缺陷或制造缺陷而发生故障。如果产品没有在早期发生故障，则会经历一段“损耗期”。每年会有一小部分产品因随机原因发生故障。到了使用寿命结束时，零件会磨损，发生故障是因为这些部件的使用寿命有限。

制造质量的巨大差异会在一定程度上影响各个阶段的故障。非常廉价的产品可能使用廉价的零件，制造精度低，并且通常不注重质量控制。高端产品在所有方面可能都相反。

同一类别的产品在制造质量上可能没有太大差异。例如，制造商可能会收到一批具有正常预期寿命但公差更大的零部件。它可能具有更高的早期死亡率，但如果它没有因此而失效，则使用寿命相同。

旧部件的预期寿命

预期寿命实际上可能与你的想法相反。一个普通设备的预期寿命包括早期死亡故障和随机损耗故障。旧设备不会因这两种原因而发生故障。因此，一组只有旧设备的设备的平均总寿命将比一组全是新设备的设备的平均总寿命更长。

设备使用寿命越长，其使用寿命越长，这很可能是因为其质量。它是少数幸运的设备之一，拥有最完美的组件，制造精度最高，并且得到了最好的处理和保养。假设您有一个仍在使用的旧部件，则预计它不会暂时失效，因为这就是设备的平均使用寿命。您的旧部件的预期寿命比平均设备更长（尽管这仍然无法告诉您您的特定设备将持续多长时间）。

平均无故障时间

这是什么

“MTBF” 一词有多种用法。“平均故障间隔时间”用于衡量可修复系统的预期系统正常运行时间或可用性。“平均故障前时间”适用于可能或不可能修复的设备，但它通常与寿命终止事件有关。这就是此处适用的含义。

测量方法的名称是“平均故障前时间”，这很容易让人误解。通常情况并非如此。您可以通过运行一定数量的设备直至它们发生故障，然后取这些时间的平均值来测量该定义。对于预期寿命为多年的产品，这是不切实际的；这些产品永远不会进入市场，因为它们将永远处于测试状态。

这个数字是以另一种方式得出的。当它不是简单地从类似型号的虚假数字推断出来时，通常用于测量“MTBF”的方法是在相对较短的时间内测试大量单元。他们将总测试小时数（测试持续时间 x 测试单元数）除以该时间内的故障次数（并且当发生故障时，他们通常不会在每个单元的基础上停止计时）。

它真正衡量的是什么

在此时间段内发生的故障是早期死亡和生命早期的随机故障。它们永远不会达到寿命终止故障，这正是您想要了解的。只有一小部分单元在生命早期发生故障。您无法从这些统计数据推断或推导出寿命终止时间，它们实际上没有告诉您任何有关预期寿命的信息。充其量，它们只是将一个项目与另一个项目进行比较的粗略相对测量。

从 MTBF 所基于的事件来看，磨损故障是任何产品都会发生的随机事件，无论质量如何。质量高得多的产品使用寿命更长，因为零件磨损的时间更长，但在此之前的随机故障可能没什么不同。

因此，MTBF 的差异往往主要反映的是早期死亡率的差异，而不是寿命的差异。如前所述，这可能反映出制造质量的差异，这可能会导致预期寿命的差异。但这也可能是制造商收到了一批含有不良组件的高质量设备的情况。如果您的设备没有不良组件，那么它的预期寿命可能比普通设备长得多。

MTBF 有实际价值吗？

如果你在两种产品之间做出选择，其中两种产品的 MTBF 估算方法相同（例如来自同一制造商的两种不同型号），并且一种产品的明显更好MTBF，这可能表明质量更好，您可能希望它的使用寿命更长。在其他条件相同的情况下，更安全的做法是选择 MTBF 更好的产品。

如果 MTBF 数值接近，细微差别只是统计噪音；它什么都没告诉你。

Answer 2

不，很遗憾不行。

组件的 MTBF（平均故障间隔时间）等级不能用于确定确切地当产品失败时，因为它只是平均值的衡量标准（即平均的) 在发生故障之前可使用的时间。

MTBF 评级考虑到一些单个组件将大大超过平均值，而其他组件可能会极快地发生故障（也称为“早期死亡率”），将所有这些信息提炼为一个简单的平均值。

事实上，根据所讨论的产品类型，故障率可能会有很大差异：