آشنایی با واژه های  MTTF و MTBF

همه ما هنگامی که قصد خرید یک دستگاه یا قطعه رایانه‌ای یا هر قطعه دیگری را داریم یکی از فاکتورهای مورد توجه برای خرید، میزان عمر مفید دستگاه است. در واقع مایلیم بدانیم که در برابر پولی که می‌پردازیم، چه مدت می‌توانیم از جنس خریداری شده استفاده ببریم. بنابراین سوالی که مطرح می‌شود این است که آیا طول عمر مفید قطعات خریداری شده مشخص است و آیا معیاری برای تشخیص عمر قطعه وجود دارد یا خیر.
در ادامه دو عبارت بسیار مصطلح در تضمین طول عمر قطعات و دستگاه‌ها را معرفی خواهیم کرد تا اگر در فهرست مشخصات قطعه‌ای به چشم خورد، مفهوم آن به طور کامل مشخص باشد. این دو اصطلاح MTTF و MTBF هستند که کمی جلوتر به آنها خواهیم پرداخت.

فناوری قدیم و جدید:
پیش از این، فناوری ساخت قطعات به کیفیت مطلوب نرسیده بود. بنابراین اغلب لازم بود که بعد از خرید یک قطعه و مدتی استفاده از آن، نمونه دیگری از همان قطعه یا مدلی بالاتر از آن قطعه را به دلیل خرابی و از کار افتادگی، جایگزین قطعه قدیمی کنیم. اما با پیشرفت فناوری، کیفیت برخی محصولات و قطعات به قدری بالا رفت که اصطلاح مادام‌العمر را برای آنها به کار می‌بریم. عبارت مادام‌العمر در مورد این گونه قطعات به این مفهوم است که تا زمانی که به آن قطعه نیاز دارید، خراب نخواهد شد. مگر این که با توجه به نیازهای جدید، خودتان قطعه‌ای را جایگزین آن کرده و قبلی را دور بیندازید.
به عنوان مثال فرض کنید که یک کارت گرافیک خریداری می‌کنید. زمانی بود که یک کارت گرافیک با حافظه یک مگابایت، یک کارت ایده‌آل به شمار می‌رفت. زمان خرید آن نیز ممکن بود که اگر فروشنده به شما می‌گفت این کارت 15 سال دیگر خواهد سوخت آن را نمی‌خریدید. اما چیزی حدود 5 سال بعد یا نهایتا 10 سال بعد امروز آن کارت گرافیک با بخش عمده‌ای از نیازهای کاربران همخوانی ندارد. بنابراین کاربر، به خواست خود آن قطعه را که هنوز سالم است و کوچکترین اشکالی ندارد دور خواهد انداخت. در مقیاس بزرگتر، آن رایانه‌ای که آن کارت گرافیک روی آن نصب بوده است نیز قابلیت پذیرش کارت‌های امروزی را نخواهد داشت. بنابراین بسیار مشاهده شده است که رایانه‌های کاملا سالم توسط کاربران به دلیل به وجود آمدن نیازهای جدید از دور مصرف خارج می‌شوند. با وجود این عمر مفید دستگاه‌، مساله مهمی است که همواره باید به آن توجه کرد.

MTTF:
برگرفته از حروف اول عبارت mean time to failure است و به معنای متوسط زمانی است که یک قطعه یا دستگاه پس از شروع به کار، به اولین خرابی خود می‌رسد. این خرابی به گونه‌ای است که دستگاه دیگر قادر به ادامه فعالیت عادی خود نیست. مثلا اتمام جوهر چاپگر، خرابی محسوب نمی‌شود.
زیرا با شارژ کارتریج، چاپگر قادر به ادامه کار خواهد بود. تنها ابزار کار آن به اتمام رسیده است، اما سوختن یک IC برد مربوط به دیسک سخت یا مادربرد یا سوختن CPU یک خرابی به شمار می‌رود. زمان MTTF را معمولا به ساعت یا هزار ساعت تخمین می‌زنند و معمولا در مشخصات قطعات آن را ذکر می‌کنند. اگر MTTF قطعه‌ای صد هزار ساعت اعلام شد، به این معناست که انتظار می‌رود به طور میانگین بعد از گذشت این مدت زمان، اولین خرابی منجر به توقف کارکرد در قطعه رخ دهد. در اینجا اشاره به دو نکته ضروری است.
یکی این که این زمان صرفا یک تضمین است. هیچ تضمینی وجود ندارد که قطعه بعد از چند ساعت از شروع فعالیت خراب نشود یا حتما بعد از صد هزار ساعت قطعه خراب نخواهدشد و شاید خیلی بیش از آن نیز دوام داشته باشد.
مساله دیگر آن است که زمان اعلام شده، زمان فعالیت قطعه است. مثلا صد هزار ساعت حدود 11 سال و 5 ماه است. اگر روزی 8 ساعت از قطعه استفاده شود این زمان به 3 برابر یعنی چیزی حدود 34 سال افزایش خواهد یافت. زیرا قطعه 24 ساعته در حال فعالیت نبوده است.
قطعات ثابت مثل RAM ،CPU و ... MTTF بسیار بالاتری نسبت به دستگاه‌هایی چون دیسک‌های سخت و درایوهای نوری دارند که فعالیت مکانیکی در آنها به چشم می‌خورد. ضمنا اگر قرار باشد MTTF یک سیستم کامل رایانه‌ای تعیین شود، با توجه به کمترین MTTF تعیین می‌شود. چون در صورت خرابی هر کدام از قطعه‌ها، در واقع به اولین خرابی کل سیستم رسیده‌ایم که این خرابی در قطعات با MTTF کمتر محتمل‌تر است. از MTTF بیشتر برای تضمین قابلیت اطمینان قطعات غیرقابل تعمیر همچون CPU استفاده می‌شود، اما برای قطعات قابل تعمیر اغلب از MTBF استفاده می‌شود.

MTBF:
این عبارت که برگرفته از حروف اول Mean time between failures است و از نظر زمانی از MTTF بیشتر است و گاهی به جای MTTF در مشخصات قطعه‌ها (حتی غیرقابل تعمیر) ذکر می‌شود. MTBF میانگین زمان‌های بین دو خرابی قطعه در بین تعمیرات آن است. به عنوان مثال اگر یک قطعه در طول 450 هزار ساعت، 3 بار خراب شود در آن صورت MTBF آن 150‌هزار ساعت خواهد بود.
توجه داشته باشید که همانند MTTF ، خرابی به آن مفهوم است که دستگاه قادر به ادامه کار نباشد. اما در اینجا با تعمیر، دستگاه را به ادامه فعالیت وادار می‌کنیم. مثلا در صورت سوختن یک IC از درایونوری می‌‌توان با تعویض آن با نمونه سالم آن IC ، دستگاه را تعمیر کرد. این معیارها برای ارزیابی قابلیت اطمینان و قابلیت نگهداری یک قطعه، دستگاه یا سیستم مطرح می‌شوند.

طریقه تخمین‌:
این که می‌گوییم MTBF یک دستگاه مثلا 150 هزار ساعت است به این معنا نیست که 150 هزار ساعت یک نمونه از دستگاه تست شده است. بلکه با توجه به سوابق پیشین یک قطعه مشابه و نیز آزمایش‌های مختلف روی چند نمونه از قطعه، تحت شرایط خاص (دمای بالا، فشار بالا و...) می‌توان به تخمین نهایی دست یافت.