最終更新: 2026-07-13

MTBF・MTTR・稼働率

修理可能なシステムの信頼性は、3つの数値に集約できます。故障から故障までどれだけ動くか、復旧にどれだけかかるか、そして実際に利用できる時間の割合はどれくらいか。MTBF(平均故障間隔)が1つ目を、MTTR(平均修理時間)が2つ目を、そして**稼働率(アベイラビリティ)**がこの2つを、多くの運用目標や SLA が基準とする単一の指標にまとめます。実際の運用データ、すなわち総稼働時間・故障回数・総修理時間をこれらの式に入力すれば、保守記録が、ハードウェア・IT インフラ・製造の現場で使われる信頼性指標に変わります。

計算式

観測期間中に $n$ 回の故障、総稼働時間 $T$、総修理時間 $T_r$ を記録した修理可能なシステムについて:

定常状態の稼働率は、故障と修理の1サイクル全体に占める稼働時間の割合です:

バスタブ曲線の有用寿命期では故障率は一定で、MTBF の逆数に等しくなります:

稼働率は比であるため、時間の単位は打ち消し合います。MTBF と MTTR を同じ単位で表しさえすればよいのです。1年間に見込まれるダウンタイムは、$(1 - A)$ に1年の時間数を掛けて直接求まります。

計算例

あるサーバーが10,000稼働時間の間に5回故障し、総修理時間が10時間だったとします:

稼働率99.9001%では、1年間に約8.76時間の停止が見込まれます。MTBF を変えずに平均修理時間を2時間から30分に短縮すると、稼働率は約99.975%に上がり、年間ダウンタイムは約2.2時間まで減ります。保守性が耐久性と同じくらい重要である理由です。

MTBF と MTTF の違い

この2つはしばしば混同されます。MTBF は修理可能なシステムに対して定義され、連続する故障の平均間隔を測ります。暗黙のうちに、修理して運用に戻すことを前提とします。MTTF(平均故障寿命)は、ヒューズやベアリング、交換前提のディスクのような修理しない品目に対して定義され、その品目の寿命を終える単一の故障までの平均時間を測ります。修理時間が稼働時間に比べて小さいと数値は近くなりますが、問う内容は異なります。MTBF は「どのくらいの頻度で修理するか」、MTTF は「1台がどのくらい持つか」です。

故障率の読み方

故障率 $\lambda$ は単位時間あたりに見込まれる故障回数です。$\lambda = 1 / \text{MTBF}$ という逆数関係は指数モデルのもとで成り立ち、これは一定のハザード、すなわち故障がどの瞬間にも同じ確率で起こると仮定します。この仮定が現実的なのは、初期故障期と摩耗故障期の間、バスタブ曲線の平らな中央部だけです。部品のデータシートでは FIT(failures in time、10億デバイス時間あたり1故障が1 FIT)で表記されることが多く、電子部品のような非常に信頼性の高い部品の表現に便利です。

留意点

これらの式は長期的な平均を表すものであり、保証ではありません。MTBF が2,000時間でも、1台が必ず2,000時間動いてから故障するわけではありません。定常稼働率はダウンタイムがいつ起こるかも無視します。1回の長い停止と多数の短い停止が同じ数値になっても、利用者への影響は大きく異なります。ここでの稼働率は計画外の故障と修理だけを数えます。計画保守の時間枠、予備部品の調達期間、検知の遅れは、目標の定義に応じて MTTR に含めるか別途扱う必要があります。複数の部品が直列・並列に組み合わさるシステムでは、これらの単一システムの値を平均するのではなく、合成モデルで各部品の稼働率を組み合わせてください。