MTBF – średni czas między awariami (Mean Time Between Failure)

Bardzo często ten parametr jest niewłaściwie interpretowany. Przykładowo MTBF zasilacza wynosi 700 000 godzin, czyli prawie 80 lat. Nie oznacza to, że zasilacz bezawaryjnie będzie pracował tyle czasu.

Sposoby i metody obliczania MTBF zostały wprowadzone przez armię amerykańską w 1965 roku wraz z publikacją modelu MIL-HDBK-217. Zawarto w nim częstotliwość awarii dla różnych podzespołów elektronicznych, np. kondensatorów, rezystorów, tranzystorów. W tym modelu opublikowano metody obliczania awaryjności. Miało to służyć standaryzacji ocen niezawodności urządzeń elektronicznych i sprzętu wojskowego.

Oprócz modelu MIL-HDBK-217 stosuje się również inne sposoby obliczeń parametru MTBF, z którymi możemy spotkać się w danych technicznych urządzeń elektronicznych. Wszystkie modele mają różne algorytmy do obliczeń niezawodności. Przykładowe metody: HRD5, Telcordia, RBD, model Markowa, FMEA/FMECA, drzewo uszkodzeń, HALT.

Znając czas MTBF, możemy obliczyć prawdopodobieństwo uszkodzenia urządzenia przed upływem czasu MTBF. Jest to bardzo przydatna informacja, która pozwala ocenić awaryjność systemu. Generalnie zasada jest prosta: im większy MTBF, tym bardziej niezawodne urządzenie.

Pamiętajmy, że zawsze MTBF oznacza czas, po którym niezawodność urządzenia spada do 36,8%. 

Słownie: 2,718 podniesione do ujemnej potęgi czasu pracy podzielonego przez MTBF.

Obliczmy awaryjność urządzenia, którego MTBF wynosi 50 000 godzin po czasie 50 000 godzin.

Czyli urządzenie o MTBF = 50 000 godzin ma niezawodność 36,8% po czasie 50 000 godzin. Inaczej mówiąc, po czasie 50 000 godzin istnieje prawdopodobieństwo, że na 100 urządzeń ~37 będzie sprawnych, a 63 ulegną awarii.

Sprawdźmy prawdopodobieństwo wystąpienia usterki w ciągu 3 lat dla np. dwóch zasilaczy o różnych MTBF.

1. MTBF = 50 000 godzin, 3 lata = 3 lata x 24 godziny x 365 dni = 26 280 godzin i podstawiamy do wzoru:

Wynik ten pokazuje prawdopodobieństwo, że po 3 latach 59,1% zasilaczy będzie działać bezawaryjnie (np. na 100 urządzeń ~59 będzie sprawnych, a 41 ulegnie awarii).

2. MTBF = 700 000 godzin, 3 lata = 3 lata x 24 godziny x 365 dni = 26 280 godzin i podstawiamy do wzoru.

Ten przypadek pokazuje prawdopodobieństwo, że po 3 latach 97,1% zasilaczy będzie działać bezawaryjnie (np. na 100 urządzeń ~97 będzie sprawnych, a 3 ulegną awarii).

Najczęściej parametr MTBF jest określany przez producenta w odniesieniu do pracy urządzenia w temperaturze otoczenia 25°C. W przypadku pracy w wyższych temperaturach obowiązuje zasada, że zwiększenie temperatury otoczenia o 10°C powoduje dwukrotne zmniejszenie wartości MTBF. Dlaczego jedne urządzenia mają wysoki, a inne niski MTBF? Różnice wynikają z jakości użytych elementów i stopnia skomplikowania urządzenia. Nie wszyscy producenci umieszczają ten parametr w danych technicznych.