“平均故障修复时间测试”(Mean Time To Repair,简称 MTTR 测试)是评估一个系统、设备或产品在发生故障后,从故障发生到恢复正常工作所需的平均时间的一项重要可靠性与可维护性测试。该测试广泛应用于航空航天、舰船、兵器、工业设备、通信系统、电子设备等领域,是衡量装备保障性、维修性设计以及运维效率的关键指标之一。
一、什么是平均故障修复时间(MTTR)?
MTTR(Mean Time To Repair) 是指:
在规定的条件下和规定的时间内,产品在发生故障后,从发现故障、定位故障、实施维修、到恢复正常工作所需的平均时间。
其计算公式为:
总修复时间:包括故障检测、故障隔离、拆装、更换、调整、测试、验证等所有与维修相关的时间;
故障次数:在统计周期内发生的、需要维修的故障总数。
MTTR 是维修性(Maintainability)的核心参数之一,与 MTBF(平均故障间隔时间) 一起,构成了评估装备可靠性和可用性的重要指标。
二、MTTR 测试的目的
开展 MTTR 测试的主要目的包括:
评估产品的维修性设计是否合理:如结构布局、可达性、模块化、标准化、标识清晰度等;
验证维修流程与方法的有效性:包括维修手册、工具配备、人员技能等;
为装备保障性分析提供数据支持:如制定维修计划、备件策略、保障资源配置等;
比较不同设计方案的维修效率:为设计改进提供依据;
满足军用标准或合同要求:如 GJB 9001、GJB 451、GJB 368B 等对维修性指标的要求。
三、MTTR 测试的适用对象
MTTR 测试适用于各类可维修的系统或设备,常见的有:
舰船电子装备(雷达、通信设备、导航系统等)
武器系统与指控设备
航空电子与机电设备
工业控制系统
通信与网络设备
服务器、计算机及嵌入式系统
尤其对于高可靠性、高可用性要求的装备,MTTR 是关键保障性指标。
四、MTTR 测试方法(如何开展?)
MTTR 测试通常通过实际维修试验或模拟维修试验的方式进行,常见方法包括:
方法一:实际故障注入与维修试验(工程试验法)
设定测试条件:在实验室或外场环境中,对目标设备进行规定时间或规定条件下的运行;
人为引入故障或等待自然故障发生;
记录从故障发生到完全修复的全过程时间,包括:
故障检测时间
故障定位时间
拆卸/更换/修理时间
调试与验证时间
恢复运行时间
多次重复试验(一般不少于一定故障次数,如5次、10次等),以获得统计意义的平均时间;
计算 MTTR:总修复时间 ÷ 故障次数。
该方法真实反映维修过程,数据可信度高,但成本较高、周期较长。
方法二:模拟维修试验(基于维修任务分析)
选取典型故障模式(根据 FMEA 或维修性分析);
制定标准维修作业流程(SOP);
由维修人员在规定条件下模拟执行维修任务;
记录各环节时间,计算单次维修时间,再统计平均;
可针对不同故障等级(如简单故障、复杂故障)分别测试 MTTR。
适用于早期设计验证阶段,无需真实故障,但仍需较真实的维修操作。
方法三:基于历史数据的统计分析(适用于在役装备)
如果装备已经投入使用,可通过收集实际运维数据,统计:
一段时间内发生的故障次数
每次故障的维修响应时间、修复时间
计算实际 MTTR
适用于装备使用阶段评估,也可为设计改进提供反馈。
五、MTTR 测试的关键要素
为保证 MTTR 测试的有效性,应明确以下内容:
测试环境:实验室 / 实装环境 / 外场;
测试人员:是否为实际维修人员,是否经过培训;
工具与备件:是否按照实际保障条件配置;
故障类型:是单一故障还是复合故障,是否覆盖典型故障模式;
维修级别:是现场级维修、中继级维修,还是基地级维修;
测试次数:一般不少于 5~10 次,以获得统计稳定的 MTTR 值;
数据记录:详细记录每次维修的各个环节时间,便于分析瓶颈。
六、MTTR 与相关指标的关系
指标 | 全称 | 含义 | 与 MTTR 关系 |
---|---|---|---|
MTBF | Mean Time Between Failures | 平均故障间隔时间 | 反映可靠性,MTBF 越高,可靠性越好 |
MTTR | Mean Time To Repair | 平均修复时间 | 反映维修性,MTTR 越低,维修效率越高 |
MTBSF | Mean Time Between System Failures | 系统级平均故障间隔 | |
Availability(可用性) | —— | 系统可用程度,常用公式: | MTTR 越低,可用性越高 |
提高系统可用性,既可以通过提高 MTBF(更可靠),也可以通过降低 MTTR(更易修)。
七、军用标准中的 MTTR 要求(参考)
在军用装备领域,MTTR 是保障性指标体系中的重要内容,常见于以下标准:
GJB 451A-2005《装备可靠性维修性保障性术语》
GJB 368B-2009《装备维修性工作通用要求》
GJB 9001C《质量管理体系要求》(含保障性要求)
GJB 2961《维修性设计准则》
GJB 1378A《装备维修性试验与评定》
这些标准中通常会规定:
MTTR 的指标要求(如 ≤30分钟、≤2小时等);
MTTR 的验证方法(试验、分析、仿真等);
MTTR 作为保障性指标之一纳入系统工程过程。
八、MTTR 测试报告内容(示例)
一份完整的 MTTR 测试报告通常包括:
测试目的与依据
测试对象与配置
测试环境与条件
故障注入方案或故障选择依据
维修流程与方法
每次故障的详细维修时间记录(分步骤)
总修复时间与 MTTR 计算
数据分析与结论
改进建议(如维修时间过长,指出瓶颈)
九、总结
平均故障修复时间(MTTR)测试是评估装备维修效率与保障能力的重要手段,通过科学设计测试方案、严格记录维修过程、合理分析数据,可以有效:
✅ 验证产品维修性设计是否达标
✅ 为保障方案与备件策略提供输入
✅ 支撑系统可用性提升
✅ 满足军用装备保障性指标要求