CN113487818A - 一种Pos机的MTBF计算方法 - Google Patents

一种Pos机的MTBF计算方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及产品检测技术领域，具体涉及一种Pos机的MTBF计算方法，包括跌落测试和应力分析测试，本发明对跌落测试和应力分析测试依次进行，且本发明Pos机的MTBF计算方法反映了Pos机的时间质量，体现了Pos机在规定时间内保持功能的一种能力，具体的指相邻两次故障之间的平均工作时间，也称为平均故障间隔，从而实现测试Pos机的老化程度，而且，在测试老化程度之前，进行了跌落测试，符合实际使用情况，更大程度上的提高老化测试数据的准确度。

Description

一种Pos机的MTBF计算方法
技术领域
本发明涉及产品检测技术领域，具体涉及一种Pos机的MTBF计算方法。
背景技术
MTBF平均无故障时间，是衡量一个产品，尤其是电子产品的可靠性指标。单位为“小时”。它反映了产品的时间质量，是体现产品在规定时间内保持功能的一种能力。具体来说，是指相邻两次故障之间的平均工作时间，也称为平均故障间隔。它仅适用于可维修产品，同时也规定产品在总的使用阶段累计工作时间和故障次数的比值为MTBF。它是以若干产品通过高温或高温高湿加速试验，以数学模型为基础计算加速因子，通过公式最终得到MTBF最终值。
POS的中文意思是“销售点”，全称为销售点情报管理系统，是一种配有条码或OCR码技术终端阅读器，有现金或易货额度出纳功能。其主要任务是对商品与媒体交易提供数据服务和管理功能，并进行非现金结算。POS是一种多功能终端，把它安装在信用卡的特约商户和受理网点中与计算机联成网络，就能实现电子资金自动转账，它具有支持消费、预授权、余额查询和转账等功能，使用起来安全、快捷、可靠，但是长时间使用后，还需验证Pos机的老化程度，防止支付出现错误。因此对于Pos机需要一种可以测试老化程度的MTBF计算方法。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明公开了一种Pos机的MTBF计算方法，用于反映Pos机的时间质量，最大程度上的提高老化测试数据的准确度。
本发明通过以下技术方案予以实现：
本发明提供一种Pos机的MTBF计算方法，包括以下步骤：
S1组装Pos机实验样品并进行测试前样品的初检，然后进行跌落测试环节；
S2按测试标准设定测试参数后放入跌落夹具，夹具自动夹持样品依照跌落面顺序进行跌落测试；
S3测试完成后进行全功能检查，并记录检查结果，然后进行Pos机应力分析测试；
S4设定Pos机的工作环境，并确定测试样品老化的对象，进而通过电子设备数学模型，计算出加速因子和MTBF；
S5依次对Pos机样品老化的对象进行重启检测，全部测试一次后，进行再次循环检测；
S6根据记录测试数据，判断Pos机产品是否达到了要求的MTBF进而选择接受或拒绝该Pos机产品。
更进一步的，所述方法中，组装Pos机实验样品按正常要求装上满电电池、SIM卡和T卡；
测试前样品的初检包括检查机身初始变形量和确认待测样品机械和电气功能正常。
更进一步的，所述方法跌落测试中跌落材质设置为大理石，且样品跌落面底部到跌落平台的高度设置为n米，n为大于0小于2的自然数，且跌落面与夹具底部在同一平面。
更进一步的，所述方法中，跌落面顺序为：顶面→底面→左侧面→右侧面→正面→背面→左上角→右上角→左下角→右下角。
更进一步的，所述方法中，进行跌落测试时，每次跌落需要进行期间检查并清理跌落平台，每跌落1次需进行期间检查，每一次跌落前需检查产品结构件和活动部件是否故障，如有的话暂停测试手动恢复后继续测试，并将故障现象记录，其中产品结构件故障包括手动可恢复的分开故障、卡托故障、保护塞故障或电池盖故障；活动部件故障为，是否有脱出或者移位。
更进一步的，所述方法中，设定Pos机的工作环境，温度范围设置包括：0℃～+150℃、-20℃～+150℃、-40℃～+150℃和-70℃～+150℃四种范围交替设置；湿度范围设置为20％RH～98％RH。
更进一步的，所述方法中，Pos机样品老化的对象包括重启、CPU、LCD、后摄像头、前摄像头、视频、扬声器、睡眠唤醒、WIFI、蓝牙、指示灯测试、马达测试、扫码头测试和打印机测试。
更进一步的，所述方法中，加速因子的计算公式如下：
AF＝exp{(Ea/k)*[(1/Tu)-(1/Ts)]+(RHu^n-RHs^n)}
其中，Ea为激活能(eV)，k为玻尔兹曼常数且k＝8.6*10E-5eV/K，T为绝对温度、RH指相对湿度(单位％)、下标u指常态、下标s指加速状态，一般情况下n取2；
MTBF的计算公式如下：
MTBF＝Ttot/N*r
其中，N为失效常数，当没有产品是小时N取1，r为对应的系数，Ttot为总运行时间；
现场数据可靠性统计预计的计算公式为MTBF＝(工作时间×数量)/故障数量。
更进一步的，所述方法中，测试过程中，每2小时隔着环境测试测试玻璃视窗进行自检，每24小进行一次全功能检查，如有不良，记录维修并重新测试。
更进一步的，通过Pos机各个控制模块集合服从的数学模型分布得到控制模块故障参数，其中控制模块故障参数包括开关机异常、重启异常、死机异常、显示异常、按键异常、打印异常、刷卡异常、插卡功能异常、NFC异常、扬声器异常、听筒异常、信号异常、网络异常和电池异常。
更进一步的，若故障参数因素服从指数分布，则确定所述故障参数因素组中的控制参数的边际效应值为平均故障间隔时间。
本发明的有益效果为：
本发明反映了Pos机的时间质量，从而实现测试Pos机的老化程度，而且，在测试老化程度之前，进行了跌落测试，符合实际使用情况，更大程度上的提高老化测试数据的准确度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是一种Pos机的MTBF计算方法的原理步骤图；
图2是一种Pos机的MTBF计算方法的拓扑原理框图；
图3是本发明实施例Pos机的各面的示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
本实施例公开如图1所示的一种Pos机的MTBF计算方法，包括以下步骤：
S1组装Pos机实验样品并进行测试前样品的初检，然后进行跌落测试环节；
S2按测试标准设定测试参数后放入跌落夹具，夹具自动夹持样品依照跌落面顺序进行跌落测试；
S3测试完成后进行全功能检查，并记录检查结果，然后进行Pos机应力分析测试；
S4设定Pos机的工作环境，并确定测试样品老化的对象，进而通过电子设备数学模型，计算出加速因子和MTBF；
S5依次对Pos机样品老化的对象进行重启检测，全部测试一次后，进行再次循环检测；
S6根据记录测试数据，判断Pos机产品是否达到了要求的MTBF进而选择接受或拒绝该Pos机产品。
本实施例Pos机的MTBF计算方法反映了Pos机的时间质量，体现了Pos机在规定时间内保持功能的一种能力，具体的指相邻两次故障之间的平均工作时间，也称为平均故障间隔，从而实现测试Pos机的老化程度，而且，在测试老化程度之前，进行了跌落测试，符合实际使用情况，更大程度上的提高老化测试数据的准确度。
实施例2
参照图2所示本实施例使用一种Pos机的MTBF计算方法，计算Pos机的MTBF。具体包括跌落测试和应力分析测试，跌落测试和应力分析测试依次进行，跌落测试中跌落材质设置为大理石，且跌落高度设置为1m。
本实施例跌落测试的具体步骤如下：
A、试验样品按正常要求装上满电电池、SIM卡和T卡等，测试前样品进行初检，并检查机身初始变形量，确认待测样品机械和电气功能正常；
B、按测试标准设置测试所需要的高度1m，跌落高度为：样品跌落面底部到跌落平台的高度；
C、将样品放置在跌落夹具中，启动测试，夹具自动夹持样品进行跌落测试，要求跌落面与夹具底部在同一平面，配置跌落地面为大理石平面；
D、按照跌落面顺序进行测试，顶面→底面→左侧面→右侧面→正面→背面→左上角→右上角→左下角→右下角为1个循环(如图3)，每次跌落需要进行期间检查，每次跌落前需要清理跌落平台，不允许有螺钉、插孔保护塞、侧键等异物在跌落平台上，每跌落1次需进行期间检查，每一次跌落前需检查产品结构件是否有手动可恢复的分开，检查卡托、保护塞、电池盖等活动部件是否有脱出或者移位，如有的话暂停测试手动恢复后继续测试，并将故障现象记录；
E、测试完成后进行全功能检查。
本实施例应力分析测试的具体步骤如下：
A、设定Pos机的工作环境，温度范围设置为0℃～+150℃或-20℃～+150℃；湿度设置为20％RH；
B、确定测试样品老化的对象，如下：重启、CPU、LCD、后摄像头、前摄像头、视频、扬声器、睡眠唤醒、WIFI、蓝牙、指示灯测试、马达测试和打印机测试；
C、根据电子设备数学模型，计算出加速因子和MTBF,
加速因子的计算公式如下：
AF＝exp{(Ea/k)*[(1/Tu)-(1/Ts)]+(RHu^n-RHs^n)}
其中，Ea为激活能(eV)，k为玻尔兹曼常数且k＝8.6*10E-5eV/K，T为绝对温度、RH指相对湿度(单位％)、下标u指常态、下标s指加速状态(如RHu^n指常态下相对湿度的n次方)，一般情况下n取2；
MTBF的计算公式如下：
MTBF＝Ttot/N*r
其中，N为失效常数(当没有产品是小时N取1)，r为对应的系数(取值与失效数量与置信度有关)，Ttot为总运行时间，如下表格所示：
Figure BDA0003181863090000061
D、进行老化测试，按照重启、CPU、LCD、后摄像头、前摄像头、视频、扬声器、睡眠唤醒、WIFI、蓝牙、指示灯测试、马达测试和打印机测试的顺序，依次进行重启检测，全部测试一次后，重启，进行再次循环。
E、记录测试数据，得出测试结论。
本实施例测试过程中，每2小时隔着环境测试测试玻璃视窗进行自检，每24小进行一次全功能检查，如有不良，记录维修并重新测试。
本实施例通过Pos机各个控制模块集合服从的数学模型分布得到控制模块故障参数，其中控制模块故障参数包括开关机异常、重启异常、死机异常、显示异常、按键异常、打印异常、刷卡异常、插卡功能异常、NFC异常、扬声器异常、听筒异常、信号异常、网络异常和电池异常。
若故障参数因素服从指数分布，则确定所述故障参数因素组中的控制参数的边际效应值为平均故障间隔时间
本实施例测试中故障定义有：关机、重启、死机、显示异常、按键异常、打印异常、刷卡不良、插卡不良、NFC异常、扬声器异常、听筒异常、无信号、无网络和电池异常。
本实施例现场数据可靠性统计预计的计算公式为MTBF＝(工作时间×数量)/故障数量。
本实施例假设产品2年左右会更新换代一批，调取2年前售出产品的批号进行跟踪，假如2年前该型号产品共销出2000台，而这2年间售后共计收到100台故障报修的记录。即MTBF＝(2×365×10)×2000/100。
现场数据可靠性统计预计的计算公式为MTBF＝(工作时间×数量)/故障数量；例：现场应用中，在工作时间选择上，对客户每天使用Pos机的时间做个市场调研，假设调研后的均值为每天使用10个小时，确认产品更新换代的速度。
本实施例判定标准：
1、样品结构、开关机、充电、显示、触摸屏、音乐等机械电气功能正常；
2、允许外观有轻微损伤、有跌痕，但不能有裂隙与残缺；
3、允许电池(卡扣类电池盖)、打印机盖等散落，但不能损坏，可重装；
4、不允许电池(旋钮或螺丝锁死类电池盖)、电池盖、卡塞等零件散落；
5、压纸轴不允许完全脱离，必须留在打印机上或打印机盖上；
6、试验后整机功能正常；
7、拆机检查，内部不允许有零件散落，连接器松脱移位等不良。
本实施例应力分析法为从实验室产品试验得到的数据进行的可靠性预计。
实施例3
本实施例使用一种Pos机的MTBF计算方法，计算Pos机的MTBF。具体包括跌落测试和应力分析测试，跌落测试和应力分析测试依次进行，跌落测试中跌落材质设置为木质地板，且跌落高度设置为1.5m。
本实施例跌落测试的具体步骤如下：
A、试验样品按正常要求装上满电电池、SIM卡和T卡等，测试前样品进行初检，并检查机身初始变形量，确认待测样品机械和电气功能正常；
B、按测试标准设置测试所需要的高度1.5m，跌落高度为：样品跌落面底部到跌落平台的高度；
C、将样品放置在跌落夹具中，启动测试，夹具自动夹持样品进行跌落测试，要求跌落面与夹具底部在同一平面，配置跌落地面为木质地板平面；
D、按照跌落面顺序进行测试，顶面→底面→左侧面→右侧面→正面→背面→左上角→右上角→左下角→右下角为1个循环(如图3)，每次跌落需要进行期间检查，每次跌落前需要清理跌落平台，不允许有螺钉、插孔保护塞、侧键等异物在跌落平台上，每跌落1次需进行期间检查，每一次跌落前需检查产品结构件是否有手动可恢复的分开，检查卡托、保护塞、电池盖等活动部件是否有脱出或者移位，如有的话暂停测试手动恢复后继续测试，并将故障现象记录；
E、测试完成后进行全功能检查。
本实施例应力分析测试的具体步骤如下：
A、设定Pos机的工作环境，温度范围设置为-40℃～+150℃或-70℃～+150℃；湿度设置为98％RH；
B、确定测试样品老化的对象，如下：重启、CPU、LCD、后摄像头、前摄像头、视频、扬声器、睡眠唤醒、WIFI、蓝牙、指示灯测试、马达测试和打印机测试；
C、根据电子设备数学模型，计算出加速因子和MTBF,
加速因子的计算公式如下：
AF＝exp{(Ea/k)*[(1/Tu)-(1/Ts)]+(RHu^n-RHs^n)}
其中，Ea为激活能(eV)，k为玻尔兹曼常数且k＝8.6*10E-5eV/K，T为绝对温度、RH指相对湿度(单位％)、下标u指常态、下标s指加速状态(如RHu^n指常态下相对湿度的n次方)，一般情况下n取2；
MTBF的计算公式如下：
MTBF＝Ttot/N*r
其中，N为失效常数(当没有产品是小时N取1)，r为对应的系数(取值与失效数量与置信度有关)，Ttot为总运行时间，如下表格所示：
Figure BDA0003181863090000091
D、进行老化测试，按照重启、CPU、LCD、后摄像头、前摄像头、视频、扬声器、睡眠唤醒、WIFI、蓝牙、指示灯测试、马达测试和打印机测试的顺序，依次进行重启检测，全部测试一次后，重启，进行再次循环。
E、记录测试数据，得出测试结论。
本实施例测试过程中，每1小时隔着环境测试测试玻璃视窗进行自检，每12小进行一次全功能检查，如有不良，记录维修并重新测试。
本实施例测试中故障定义有：关机、重启、死机、显示异常、按键异常、打印异常、刷卡不良、插卡不良、NFC异常、扬声器异常、听筒异常、无信号、无网络和电池异常。
本实施例现场数据可靠性统计预计的计算公式为MTBF＝(工作时间×数量)/故障数量。
本实施例假设产品3年左右会更新换代一批，调取3年前售出产品的批号进行跟踪，假如3年前该型号产品共销出3000台，而这2年间售后共计收到100台故障报修的记录。即MTBF＝(3×365×10)×3000/100。
现场数据可靠性统计预计的计算公式为MTBF＝(工作时间×数量)/故障数量；例：现场应用中，在工作时间选择上，对客户每天使用Pos机的时间做个市场调研，假设调研后的均值为每天使用10个小时，确认产品更新换代的速度。
本实施例判定标准：
1、样品结构、开关机、充电、显示、触摸屏、音乐等机械电气功能正常；
2、允许外观有轻微损伤、有跌痕，但不能有裂隙与残缺；
3、允许电池(卡扣类电池盖)、打印机盖等散落，但不能损坏，可重装；
4、不允许电池(旋钮或螺丝锁死类电池盖)、电池盖、卡塞等零件散落；
5、压纸轴不允许完全脱离，必须留在打印机上或打印机盖上；
6、试验后整机功能正常；
7、拆机检查，内部不允许有零件散落，连接器松脱移位等不良。
本实施例应力分析法为从实验室产品试验得到的数据进行的可靠性预计。
本发明在实际工作过程中，很多时候并不需要精确在知道某个产品的MTBF，只需要知道是否可以接受此产品。这时，只需要对产品进行模拟运行测试，当产品通过了测试时，就认为产品达到了要求的MTBF，可以接受此产品。
本发明根据MTBF的定义，从“平均”这一个看来，失效的次数越多计算值就越能代表“平均值”，当然失效的次数越多对应的总测试时间也就越长；一般情况下要求：只要测试时间允许，失效的次数就应该取到尽可能地多。
因此本发明Pos机的MTBF计算方法反映了Pos机的时间质量，体现了Pos机在规定时间内保持功能的一种能力，具体的指相邻两次故障之间的平均工作时间，也称为平均故障间隔，从而实现测试Pos机的老化程度，而且，在测试老化程度之前，进行了跌落测试，符合实际使用情况，更大程度上的提高老化测试数据的准确度。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种Pos机的MTBF计算方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
S1组装Pos机实验样品并进行测试前样品的初检，然后进行跌落测试环节；
S2按测试标准设定测试参数后放入跌落夹具，夹具自动夹持样品依照跌落面顺序进行跌落测试；
S3测试完成后进行全功能检查，并记录检查结果，然后进行Pos机应力分析测试；
S4设定Pos机的工作环境，并确定测试样品老化的对象，进而通过电子设备数学模型，计算出加速因子和MTBF；
S5依次对Pos机样品老化的对象进行重启检测，全部测试一次后，进行再次循环检测；
S6根据记录测试数据，判断Pos机产品是否达到了要求的MTBF进而选择接受或拒绝该Pos机产品。
2.根据权利要求1所述的一种Pos机的MTBF计算方法，其特征在于，所述方法中，组装Pos机实验样品按正常要求装上满电电池、SIM卡和T卡；
测试前样品的初检包括检查机身初始变形量和确认待测样品机械和电气功能正常。
3.根据权利要求1所述的一种Pos机的MTBF计算方法，其特征在于，所述方法跌落测试中跌落材质设置为大理石，且样品跌落面底部到跌落平台的高度设置为n米，n为大于0小于2的自然数，且跌落面与夹具底部在同一平面。
4.根据权利要求1所述的一种Pos机的MTBF计算方法，其特征在于，所述方法中，跌落面顺序为：顶面→底面→左侧面→右侧面→正面→背面→左上角→右上角→左下角→右下角。
5.根据权利要求3所述的一种Pos机的MTBF计算方法，其特征在于，所述方法中，进行跌落测试时，每次跌落需要进行期间检查并清理跌落平台，每跌落1次需进行期间检查，每一次跌落前需检查产品结构件和活动部件是否故障，如有的话暂停测试手动恢复后继续测试，并将故障现象记录，其中产品结构件故障包括手动可恢复的分开故障、卡托故障、保护塞故障或电池盖故障；活动部件故障为，是否有脱出或者移位。
6.根据权利要求1所述的一种Pos机的MTBF计算方法，其特征在于，所述方法中，设定Pos机的工作环境，温度范围设置包括：0℃～+150℃、-20℃～+150℃、-40℃～+150℃和-70℃～+150℃四种范围交替设置；湿度范围设置为20％RH～98％RH。
7.根据权利要求1所述的一种Pos机的MTBF计算方法，其特征在于，所述方法中，Pos机样品老化的对象包括重启、CPU、LCD、后摄像头、前摄像头、视频、扬声器、睡眠唤醒、WIFI、蓝牙、指示灯测试、马达测试、扫码头测试和打印机测试。
8.根据权利要求1所述的一种Pos机的MTBF计算方法，其特征在于，所述方法中，加速因子的计算公式如下：
AF＝exp{(Ea/k)*[(1/Tu)-(1/Ts)]+(RHu^n-RHs^n)}
其中，Ea为激活能(eV)，k为玻尔兹曼常数且k＝8.6*10E-5eV/K，T为绝对温度、RH指相对湿度(单位％)、下标u指常态、下标s指加速状态，一般情况下n取2；
若故障参数因素服从指数分布，MTBF的计算公式如下：
MTBF＝Ttot/N*r
其中，N为失效常数，当没有产品是小时N取1，r为对应的系数，Ttot为总运行时间；
现场数据可靠性统计预计的计算公式为MTBF＝(工作时间×数量)/故障数量。
9.根据权利要求1所述的一种Pos机的MTBF计算方法，其特征在于，所述方法中，通过Pos机各个控制模块集合服从的数学模型分布得到控制模块故障参数，其中控制模块故障参数包括开关机异常、重启异常、死机异常、显示异常、按键异常、打印异常、刷卡异常、插卡功能异常、NFC异常、扬声器异常、听筒异常、信号异常、网络异常和电池异常。
10.根据权利要求9所述的一种Pos机的MTBF计算方法，其特征在于，所述方法中，若故障参数因素服从指数分布，则确定所述故障参数因素组中的控制参数的边际效应值为平均故障间隔时间。
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