失效率FIT的计算

在工作的日常中，我们常常会遇到器件失效或系统故障的情况。为了明确界定这些事件严重性的程度，我们需要用定量的方式来描述具体的失效率。这时，专业的术语交流就显得尤为重要。虽然有些工程师倾向于使用FIT来描述，而有些则更倾向于使用MTBF，但我们要明白这两个概念所针对的主体是不同的。接下来，让我们来详细解析一下。

FIT，即Failures In Time的缩写，从其字面意思来看，它是以时间为尺度来衡量失效率的。实际上，它主要用于描述“器件”的失效率或故障率。故障率（λ）指的是在正常工作的n个器件中，经过一定时间t后，丧失规定功能的r个器件所占的比例。其单位可以用公式表示为：在109小时（即十亿小时）内，出现一次故障即记作1fit。若某器件的失效率为100fit，那么它平均可安全工作的时间约为107小时。

以一个具体例子来说明，假设我们测试一批次的器件，总计4000个。这些器件在工作了5000小时后出现了2个失效。那么，我们可以根据这些数据计算出该批器件的失效率λ。

再来看MTBF，它是Mean Time Between Failures的英文缩写，即设备从一次故障到下一次故障的平均时间。这是衡量一个“设备”或系统的可靠性指标，适用于那些发生故障后经修理或更换器件仍能继续工作的设备。MTBF的单位是“小时”。具体来说，它指的是相邻两次故障之间的平均工作时间，也被称为平均故障间隔。这一指标仅适用于可维修的设备或系统，同时也可以表示为设备或系统在总使用阶段累计工作时间与故障次数的比值。

假设某个设备由i个器件组成，每个器件的失效率为λi。那么，我们可以用公式来计算该设备的MTBF。例如，一个由50个器件组成的系统，每个器件的失效率均为250fit，那么该系统的MTBF计算结果为80000小时（即约2.28年）。

如果该系统每天平均运行18小时，每年运行300天，我们还可以进一步计算出该系统的安全寿命。

接下来，让我们通过一个更贴近实际应用的例子来估算某变流器的MTBF。表中的器件对应的fit值均为假设或近似值，但它们有助于我们说明计算方法。通过计算，我们可以得出系统整体的失效率，进而估算出其MTBF。例如，假定一个变频器常年无休运行，我们可以根据其失效率和运行时间计算出其预期的安全运行年限。

MTBF是用来描述系统或设备级别的故障间隔时间，而FIT则是用来描述单一器件失效率的单位。英飞凌等厂商会为部分器件提供FIT率报告，这些报告提供了器件可靠性的重要信息。例如，IKW40N120T2器件的报告显示，该器件包括IGBT和二极管芯片，总的FIT率仅为0.8。这意味着该器件平均可安全工作长达1.25×109小时，这表明了器件出色的可靠性。