MTBF – μέσος χρόνος μεταξύ σφαλμάτων (Mean Time Between Failure)

Αυτή η παράμετρος πολύ συχνά ερμηνεύεται με λανθασμένο τρόπο. Για παράδειγμα το MTBF του τροφοδοτικού ανέρχεται στις 700 000 ώρες, δηλαδή περίπου 80 έτη. Αυτό δεν σημαίνει ότι το τροφοδοτικό θα λειτουργήσει χωρίς προβλήματα όλο αυτό το διάστημα.

Οι τρόποι και οι μέθοδοι υπολογισμού του MTBF παρουσιάστηκαν από τον αμερικανικό στρατό το 1965 μαζί με την παρουσίαση του μοντέλου MIL-HDBK-217. Σε αυτούς περιλαμβάνεται η συχνότητα σφαλμάτων για διάφορα ηλεκτρονικά υποσυστήματα, όπως πυκνωτές, αντιστάτες, τρανζίστορ. Για αυτό το μοντέλο παρουσιάστηκαν μέθοδοι υπολογισμού σφαλμάτων. Αυτό είχε ως στόχο την τυποποίηση αξιολογήσεων αξιοπιστίας των ηλεκτρονικών συσκευών και του στρατιωτικού εξοπλισμού.

Εκτός από το μοντέλο MIL-HDBK-217 εφαρμόζονται επίσης και άλλοι τρόποι υπολογισμού της παραμέτρου MTBF, τους οποίους μπορούμε να βρούμε στις τεχνικές προδιαγραφές των ηλεκτρονικών συσκευών. Όλα τα μοντέλα διαθέτουν διαφορετικούς αλγόριθμους για τον υπολογισμό της αξιοπιστίας. Ενδεικτικές μέθοδοι: HRD5, Telcordia, RBD, μοντέλο Markowa, FMEA/FMECA, δέντρο βλαβών, HALT.

Γνωρίζοντας τον χρόνο MTBF, μπορούμε να υπολογίσουμε την πιθανότητα βλάβης της συσκευής πριν το πέρασμα του χρόνου MTBF. Αυτό αποτελεί πολύ σημαντική πληροφορία, η οποία επιτρέπει την αξιολόγηση αποτυχίας του συστήματος. Γενικά ισχύει ένας απλός κανόνας: όσο μεγαλύτερο είναι το MTBF, τόσο μεγαλύτερη και η αξιοπιστία της συσκευής.

Θα πρέπει να θυμόμαστε ότι το MTBF δηλώνει το χρονικό διάστημα όπου με το πέρασμά του η αξιοπιστία της συσκευής πέφτει στο 36,8%. 

Με λέξεις: 2,718 με αρνητικό εκθέτη του χρόνου λειτουργίας διαιρεμένο από το MTBF.

Ας υπολογίσουμε την αποτυχία της συσκευής, της οποίας το MTBF είναι 50 000 ώρες μετά από διάστημα 50 000 ωρών.

Δηλαδή μια συσκευή με MTBF = 50 000 ώρες έχει αξιοπιστία 36,8% μετά το πέρασμα των 50 000 ωρών. Με άλλα λόγια, μετά το χρονικό διάστημα των 50 000 ωρών υπάρχει πιθανότητα, από τις 100 συσκευές οι ~37 να λειτουργούν σωστά και οι 63 να παρουσιάσουν βλάβη.

Ας ελέγξουμε την πιθανότητα εμφάνισης βλάβης σε διάστημα 3 ετών για π.χ. δύο τροφοδοτικά με διαφορετικό MTBF.

1. MTBF = 50 000 ώρες, 3 έτη = 3 έτη x 24 ώρες x 365 ημέρες = 26 280 ώρες και αντικαθιστούμε στον τύπο:

Το αποτέλεσμα αυτό δηλώνει την πιθανότητα, ότι μετά από 3 έτη το 59,1% των τροφοδοτικών θα λειτουργεί χωρίς καμία βλάβη (π.χ. στις 100 συσκευές οι ~59 θα λειτουργούν σωστά, ενώ οι 41 θα παρουσιάσουν κάποια βλάβη).

2. MTBF = 700 000 ώρες, 3 έτη = 3 έτη x 24 ώρες x 365 ημέρες = 26 280 ώρες και αντικαθιστούμε στον τύπο:

Αυτή η περίπτωση δείχνει την πιθανότητα, ότι μετά από 3 έτη το 97,1% των τροφοδοτικών θα λειτουργεί χωρίς καμία βλάβη (π.χ. στις 100 συσκευές οι ~97 θα λειτουργούν σωστά, ενώ οι 3 θα παρουσιάσουν κάποια βλάβη).

Στις περισσότερες περιπτώσεις η παράμετρος MTBF καθορίζεται από τον κατασκευαστή σε σχέση με την λειτουργία της συσκευής σε θερμοκρασία περιβάλλοντος 25°C. Κατά την λειτουργία σε υψηλότερες θερμοκρασίες ισχύει ο κανόνας ότι η αύξηση της θερμοκρασίας του περιβάλλοντος κατά 10°C προκαλεί διπλή μείωση της αξίας του MTBF. Γιατί κάποιες συσκευές έχουν υψηλό, και άλλες χαμηλό MTBF; Οι διαφορές προκύπτουν από την ποιότητα των στοιχείων που χρησιμοποιούνται και από το επίπεδο πολυπλοκότητας της συσκευής. Δεν δηλώνουν όλοι οι κατασκευαστές αυτή την παράμετρο στις τεχνικές προδιαγραφές.