内外场结合的验证方法主要是将装备在内场试验箱内进行的可靠性试验与装备在外场进行的各项试验综合起来，充分利用装备研制过程中的各项试验信息，达到验证装备可靠性指标的目的。该方法可分为基于可靠性数据充分性的内外场结合验证法和基于试验剖面裁剪的内外场结合验证法。

（1）若装备外场各项试验开展很充分，则可考虑采用可靠性评估的方法，即收集装备在外场各项试验中的可靠性数据，来定量评估装备的可靠性水平。假定装备已在外场进行了N项试验，第n项试验的试验时间为tn，环境折合系数为Kn，第n项试验发生的责任故障次数为rn，n＝1，2，…，N。设置信水平为c，则装备可靠性指标MTBF的单侧置信下限为[2]：（式1）

此处利用环境折合系数将各项试验信息进行综合。环境折合系数表示试验的环境条件相对与使用环境条件下的可靠性特征量的比值，即：（式2）

（2）若装备外场各项试验开展的不充分，则可考虑采用补充内场可靠性试验并结合内外场试验数据进行评估的方法。假定装备已在外场进行了M项试验，第m项试验的试验时间为tm，环境折合系数为Km，第m项试验发生的责任故障次数为rm，m＝1，2，…，M。选定GJB 899A-2009中某定时截尾试验方案，该试验方案允许故障数为r＃，根据该试验方案确定的总试验时间为T总，则内场试验箱内需要补充的可靠性试验时间为：（式3）

则此处对装备可靠性指标MTBF的单边置信下限的估计，可采用如下公式确定：（式4）

此处需要说明的是，r内表示内场可靠性试验时发生的责任故障数；T收表示外场已收集到的累计有效试验时间；T补表示在内场补充进行的可靠性试验时间。各项试验包括在内场补充的可靠性试验，其责任故障总数不应该超过试验方案允许的责任故障总数，即r≤r＃。

（3）若装备外场各项试验还未开展，则可考虑采用内场试验和外场试验相结合的方式。假定装备在外场待开展的试验有Q项，预计第q项试验可累计的有效试验时间为tq，第q项试验的环境折合系数为Kq，q＝1，2，…，Q。选定GJB 899A-2009中某定时截尾试验方案，该试验方案允许故障数为r@，根据该试验方案确定的总试验时间为T总，则内场试验箱内需要进行的可靠性试验时间为：（式5）

此处对装备可靠性指标MTBF的单边置信下限的估计，可采用如下公式确定：（式6）

此处需要说明的是，r内表示内场可靠性试验时发生的责任故障数；表示外场各项试验实际累计的有效试验时间，其计算方法与一致；T内表示在内场进行的可靠性试验时间。各项试验包括在内场进行的可靠性试验，其责任故障总数不应该超过试验方案允许的责任故障总数，即r≤r@。

GJB 899A-2009中规定的可靠性试验剖面，以温度为主线，包括低温贮存段、低温工作段、升温段、常温工作段、高温工作段和高温贮存段[3]。尤其是对于海军电子装备来说，试验剖面的规定非常详细。一般情况下，外场试验中温度均可视作常温段；同时，从产品加速试验角度考虑，过快的升温速度，有利于考核装备的可靠性。因此，可以对试验剖面中的常温工作段以及升温平缓段进行裁剪。

按照GJB 899A，以某型潜用发射井的试验剖面为例，原试验剖面只有一个循环（每循环24 h），去掉剖面中常温应力段后的剖面占原试验剖面时间的62.5 ％，剪裁前后试验剖面见图1。试验剖面裁剪具体情况：将原循环中温度22 ℃、相对湿度50 ％阶段以及温度22 ℃、相对湿度95 ％阶段裁剪掉6h，以及相应的降温段裁剪3 h，共计9 h，因此，可靠性鉴定试验内场试验的时间占比为15 h/24 h＝62.5 ％。

因此，内场试验时间不小于T内＝T×62.5 %，外场累积有效工作时间不小于T外＝T×37.5 %。

1.1节阐述的方法中，未对内外场试验时间的比例进行限定，基于试验剖面裁剪的方法则可以确定内外场试验时间的比例。该方法对于可靠性指标不是很高的装备来讲，降费作用尤其明显。

图1  试验剖面裁剪前后图

加速可靠性试验方法是装备进行可靠性指标验证的一种重要方法。该方法的关键在于加速因子的确定，加速因子定义[4][5]如下所示。（式7）

在试验设备或试验设施允许的前提下，电子装备整机可靠性试验一般应施加多重环境应力：温度循环、热暴露、振动应力、湿度应力以及电应力。对于整机设备来说，受限于设备研制要求中允许工作电压的影响，电应力加速不明显。因此，一般仅对前四项应力进行加速。依据GB/T 34986-2017，整机加速因子的确定方法如下：

（1）温度循环应力加速因子（式8）

（2）热暴露应力加速因子（式9）

（3）振动应力加速因子（式10、式11）

（4）湿度应力加速因子（式12）

为了得到电子设备整机的加速因子，进行如下假设：

a) 激发相同失效模式的应力，其加速因子为乘积关系；

b) 激发不同失效模式的应力，其加速因子为相加关系。

温度循环和振动应力激发相同的失效模式，热暴露和湿度会激发另外一种失效模式，因此，结合公式（8）～（12），得到电子设备整机加速因子为：（式13）

承试单位在给承研单位制订可靠性指标验证方案时，往往既要考虑国军标要求，又要考虑承研单位降低装备可靠性指标验证费用的期望。因此，根据不同装备的特点，还可采用以下方法。

（1）合并试验剖面法：该方法并不是将设备的试验剖面合并到一起，而是将同一系统的不同环境下的设备，放到同一个试验箱内，按照严酷试验剖面进行试验的方法。比如有些舰船装备包括舱外设备和舱内设备，在进行可靠性试验时，一般分两个试验箱：一个放舱外设备，一个放舱内设备。若将两个合并到一个试验箱内，按照舱外设备的试验剖面进行试验，则可显著降低可靠性试验费用。

（2）系统级试验法：即装备在进行可靠性试验时，尽量将设备组成系统来进行试验，这是因为对装备的基本可靠性来讲，串联的设备越多，其可靠性指标越低，进而降低了可靠性指标验证费用。比如，某舰船装备包括设备A和设备B，其中设备A 的可靠性指标要求是MTBF＝10万小时，设备B的可靠性指标要求是MTBF＝1 000 h。若分别进行可靠性指标验证，则费用十分高昂。但将A和B组成一个系统，其可靠性指标变为MTBF＝100 h。但此处若按照MTBF＝100 h进行可靠性试验方案设计，则最终无法验证A和B的可靠性指标要求，比如90加10等于100，但和等于100的自然数组合却有无穷对。因此，此处可继续按照设备B的可靠性指标MTBF＝1 000 h来设计试验，设备A的可靠性指标可根据可靠性串联模型进行评估。

某型潜用发射井包括井盖、液压模块和发射井控制器，其中液压模块和发射井控制器属于电子部分，井盖属于机械部分；井盖以及发射井控制器的部分部件安装在舱外，其它安装在舱内。该装备可靠性指标要求是：开关盖可靠度R≥0.998，置信度0.8（最长任务时间80 min）。按照军工产品定型的要求，该装备必须在鉴定时完成可靠性指标的验证。

井盖部分体积庞大，并且常年工作在海水中，而试验箱内无法模拟这种环境；并且该型装备属于研改型装备。因此，采用内外场结合的形式开展试验。

按照GJB 899A-2009的要求“对于能够构成系统进行可靠性验证试验的产品，应尽可能在系统级进行可靠性验证试验”，外场试验采用发射井整系统进行试验，模拟水下工作环境条件，能很好的验证发射井整机进行开关盖的性能，但是发射井的电子控制部分是在常温下工作，没有经历高低温、振动工作环境的考核，无法验证发射井的电子控制部分在综合环境下正常工作的能力。因此，内场试验仅对发射井的电子控制部分即发射井控制器和液压模块，按照GJB 899A-2009中对潜艇设备的相关要求，采用综合环境应力开展。

外场试验针对发射井整机进行开关盖性能的验证，1次开关盖指的是从控制器接收到开盖指令到井盖打开然后关闭的过程，此处不包括实际发射导弹时的等待时间，仅指开关盖的过程。对于成败型可靠性指标的评定方法，采用L-Q型可靠性试验方案，置信度：，使用方风险。发射井开关盖可靠性置信下限与开关盖可靠性试验次数之间存在如下关系[6]：（式14）

上式中：n为开关盖试验次数；f为试验中出现的严重故障（影响任务完成的故障）数。

本次试验允许严重故障数选定为f=0，此时：开关盖次数n达到804次后，试验终止。严重故障数的累计包含内场试验时发生的严重故障数。

发射井的电子部分按照GJB 899A-2009进行内场试验，使用方风险：，置信水平：，发射井任务可靠性指标为，t0表示任务时间（80 min/60 min＝4/3 h）。从而得到平均严重故障间隔时间（MTBCF）的下限：（式15）

根据使用方风险：，接收严重故障数f＝0，选用GJB 899A-2009中定时截尾试验方案20-1，试验总时间是1.61×666 h＝1072 h。此处接收严重故障数f取0，是为与外场试验中允许故障数保持一致，故障数的统计包括内场试验和外场试验期间发生的严重故障。

试验时间的累计，可按照1.2节的方法。目前已收集到的实艇使用时间有334.5 h，该部分数据是实艇使用数据，属于实际应力考核，无需考虑试验剖面裁剪。根据内场试验时间不小于T内＝T×62.5 %，无严重故障（f=0）时：内场试验时间T达到461 h（（1 072 h-334.5 h）×62.5 ％）后，试验终止。其剩余试验时间1 072 h-461 h-334.5 h＝276.5 h在外场常温下进行累计。

最终，发射井在内场试验箱内实际进行可靠性试验时间为465 h，在外场常温下累计有效试验时间为280 h，发生0次严重故障。总计有效试验时间为334.5 h＋465 h＋280 h＝1079.5 h。则该型装备的可靠度置信下限为：（式16）

案例应用表明，本文提出的降低可靠性指标指标验证费用的工程方法，明显缩短了装备在试验箱内进行的可靠性试验时间，即可满足验证可靠性指标要求，又可保证装备的研制进度，从而降低承研单位试验成本。需要说明的是，案例中的外场试验包含两部分，一部分是对开关盖性能验证的开关盖试验，一部分是累计有效试验时间的试验，两者是同步进行的。

可靠性指标验证中存在的试验时间长，费用高的问题，一直是承研单位在装备研制中关心的重点问题之一。本文结合近年装备可靠性鉴定的工程经验，提出了多种可用于装备可靠性验证的方法，目的在于解决承研单位装备可靠性验证的痛点，降低装备可靠性指标验证费用。需要说明的是，承研单位在采用本文所述的方法进行可靠性指标验证时，还需要根据其装备特点，具体问题具体分析，与订购方进行良好的沟通，确保用户满意。