与可靠性相关的概念主要有:平均无故障时间、平均故障修复时间及平均故障间隔时间等。
1.平均无故障时间
可靠度为R(t)的系统的平均无故障时间MTTF定义为从t=0时到故障发生时系统的持续运行时间的期望值,计算公式如下:
如果
,则
。
为失效率,是指器件或系统在单位时间内发生失效的预期次数,在此处假设为常数。
例如,假设同一型号的1000台计算机,在规定的条件下工作1000小时,其中有10台出现故障。这种计算机千小时的可靠度R为(1000-10)/1000=0.99.失效率为
。因为平均无故障时间与失效率的关系为
,因此,MTTF=
小时。
2.平均故障修复时间
可用度为A(t)的系统的平均故障修复时间MTTR可以用类似于求MTTF的方法求得。设
是在风险函数Z(t)=0且系统的初始状态为1的状态条件下A(t)的特殊情况,则
此处假设修复率
(常数),修复率是指单位时间内可修复系统的平均次数,则
3.平均故障间隔时间
平均故障间隔时间MTBF常常与MTTF发生混淆。因为两次故障(失败)之间必然有修复行为,因此,MTBF中应包含MTTR。对于可靠度服从指数分布的系统,从任一时刻
到达故障的期望时间都是相等的,因此有:
MTBF = MTTR + MTTF
在实际应用中,一般MTTR很小,所以通常认为MTBF≈MTTF。