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MTBF 可靠性计算工具
逐项填写物料 FIT 值与用量,自动计算整机总 FIT、MTBF(小时)与等效年限。
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📊 MTBF 计算
📖 使用说明
📋 项目信息
评估条件:55°C / 60% CL / Telcordia SR-332
整机总 FIT Σ(FIT × 数量)
0
单位:FIT(1 次失效 / 10⁹ 器件·小时)
MTBF(小时)= 10⁹ / 总FIT
—
Mean Time Between Failures
等效年限(年)= 小时 / 8760
—
24h × 365天 = 8760 h/年
0 项
| # | 物料编码 Material Code |
原厂型号 MFR P/N |
FIT 值 (单只) @55°C/60%CL |
单机数量 | 器件类型 / 描述 | 子项 FIT = FIT×数量 |
备注 | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 整机总 FIT 合计 Σ(FIT × 数量) | 0 | |||||||
🕓 变更履历
| 版本 | 变更内容 | 负责人 | 日期 |
|---|
一、本表评估条件(重要)
- 环境温度:55°C(Tcase / 模块壳温基准;光模块行业主流取 55°C,反映数据中心机柜内实际工况)
- 置信度:60%(上限)(Telcordia SR-332 默认;表示有 60% 概率实际失效率不超过此预测值)
- 标准基准:Telcordia SR-332(Bellcore),电信级电子设备可靠性预测标准,光模块行业默认选择
- 环境类别:GB / GC(Ground Benign / Controlled,机房或数据中心受控环境);质量等级 II
⚠ 表内所有 FIT 值必须在以上同一条件下获取;混用不同条件(如 25°C 与 55°C 混填)会使汇总失真。
其他常见条件(供对照):25°C/60% CL(Telcordia 默认基准,较宽松)、40°C/90% CL(车规/严苛工程较保守)、70°C/60% CL(工业级光模块)。FS.com 的 100G QSFP28 等公开 MTBF 报告即采用 55°C/60% CL。
二、术语
- FIT (Failure In Time):1 FIT = 1 次失效 / 10⁹ 器件·小时;为器件失效率的标准单位。
- MTBF (Mean Time Between Failures):平均无故障工作时间(可修复系统),单位小时;MTTF 用于不可修复系统,公式相同。
- 整机总 FIT = Σ(每个物料 FIT × 单机使用数量);常温串联模型下,各器件 FIT 直接相加。
- 置信度 CL:CL 越高 → FIT 越大 → MTBF 越保守。
三、计算公式
整机总 FIT = Σ (FITᵢ × Nᵢ)
MTBF (小时) = 10⁹ / 整机总 FIT
MTBF (年) = MTBF (小时) / 8760,其中 8760 = 24 × 365
示例:整机总 FIT = 5,000 时,MTBF ≈ 200,000 小时 ≈ 22.8 年。
四、FIT 值来源
- 优先采用器件 datasheet 或厂商可靠性报告(Reliability Report)给出的 FIT/MTBF 数据,并核对其评估条件(温度/置信度)是否与本表一致(55°C/60% CL)。
- 若厂商报告条件不同,用 Arrhenius 公式做温度换算:FIT_55°C = FIT_T0 × exp[(Ea/k)·(1/T0 − 1/328.15)],Ea 典型取 0.7 eV(硅器件)、1.0 eV(光器件)。
- 若需置信度换算:Telcordia SR-332 给出 60%/90% 两档,比值约 1.1~1.5 倍,可粗略按 1.3 折算。
- 无 datasheet/厂商报告时,按 Telcordia SR-332 Issue 4、IEC/TR 62380、MIL-HDBK-217F、FIDES Guide 等标准估算。
五、注意事项
- 光器件(EML/DFB/PD)失效率显著高于无源/数字器件,通常是 MTBF 的主要瓶颈;必须以厂商可靠性报告为准。
- 55°C 是模块内 PCB 环境/器件壳温的近似值;若实际工况壳温更高(如 QSFP-DD 400G/800G 可达 70°C+),应进一步加严或单独换算。
- 本计算为部件级常温串联估算,未包含焊点/PCB/连接器等失效贡献;如需完整系统级 MTBF,须加入这些项。
- 降额设计与 MTBF 相关:充分降额可使实际工况下 FIT 显著降低。