MBTF（Mean Time Between Failures，平均故障间隔时间）是衡量可修复产品或系统可靠性的核心指标，表示两次相邻故障之间的平均有效运行时间。其计算方式为总运行时间除以故障次数，例如 10 台设备累计运行 10,000 小时发生 5 次故障，则 MBTF 为 2,000 小时。
一、核心定义与计算逻辑
MBTF 通过统计产品在规定条件下的无故障运行时间，量化其稳定性。例如，某固态硬盘标称 MBTF 为 150 万小时，实际表示其平均年故障率约 0.6%，而非单块硬盘可连续运行 171 年。其计算公式为：
MBTF=故障次数（r）总运行时间（T1 + T2 + … + Tn）
其中，Ti 为每台产品的累计运行时间。
二、测试方法与行业标准
MBTF 测试主要通过以下方式实现：
全寿命试验：所有样品运行至全部失效，适用于寿命较短的产品，如手机电池。
定时截尾试验：在规定时间终止测试，结合加速因子（如温度、电压）外推实际 MBTF。例如，在 40℃下测试 1000 小时，通过阿伦尼斯模型（激活能 Ea=0.6eV）计算出 25℃环境下的 MBTF 约为 4000 小时。
定数截尾试验：达到规定故障数后停止。例如，测试至出现 2 次故障时终止，总试验时间需达到 2.25 倍目标 MBTF（如目标值 50,000 小时时需累计运行 112,500 小时）。
常用标准包括：
三、应用场景与行业价值
MBTF 广泛应用于：
电子产品：如硬盘、服务器。某企业级硬盘 MBTF 达 200 万小时，意味着其设计寿命内平均每 200 万小时发生一次故障。
工业设备：通过 MBTF 优化维护策略。例如，若某生产线设备 MBTF 为 8,000 小时，可制定每 7,000 小时预防性维护计划，减少突发停机风险。
汽车电子：评估发动机控制单元可靠性，确保在整车生命周期内稳定运行。
其价值体现在：
质量管控：筛选供应商时要求元件 MBTF≥5,000 小时，降低量产故障率。
用户承诺：企业基于 MBTF 制定质保政策，如 MBTF≥10 万小时的设备提供 3 年质保。
设计优化：通过加速试验定位失效根源（如电容鼓包、焊点开裂），改进散热或材料选型。
四、与其他指标的对比
| 指标 | 定义 | 适用场景 | 计算方式 |
|---|
| MBTF | 可修复产品两次故障间的平均时间 | 服务器、汽车发动机等 | 总运行时间 / 故障次数 |
| MTTF | 不可修复产品失效前的平均时间 | 灯泡、一次性电池等 | 总运行时间 / 失效产品数 |
| MTTR | 平均修复时间 | 所有可修复系统 | 总修复时间 / 故障次数 |
| 可用性 | 系统正常运行时间比例 | 关键基础设施 | MBTF/(MBTF + MTTR) |
例如，某汽车发动机的 MBTF 为 10,000 小时，MTTR 为 4 小时，则其可用性为 99.96%。
五、注意事项与局限性
统计特性：MBTF 是平均值，实际故障可能集中在少数产品上。例如，某批次硬盘 MBTF 为 100,000 小时，但可能有 5% 的硬盘在 10,000 小时内失效。
加速试验误差：高温、高压等加速条件可能改变失效机理，导致外推结果与实际存在偏差。例如，某元件在 85℃下测试的 MBTF 为 1,000 小时，外推至 25℃时可能因材料特性变化实际仅为 3,500 小时。
样本量要求：小样本测试（如 3 台设备）可能因偶然因素导致结果偏差，建议样本量≥10 台。
通过科学设计测试方案（如序贯试验、加速模型）并结合行业标准，MBTF 能有效指导产品研发、生产与维护，成为可靠性工程的核心工具。
