최종 업데이트: 2026-07-13

MTBF·MTTR·가용성

수리 가능한 시스템의 신뢰성은 세 가지 수치로 요약됩니다. 고장 사이에 얼마나 오래 가동되는가, 복구에 얼마나 걸리는가, 그리고 실제로 이용 가능한 시간의 비율은 얼마인가. MTBF(평균 고장 간격)가 첫째를, MTTR(평균 수리 시간)이 둘째를, 그리고 가용성이 이 둘을 대부분의 운영 목표와 SLA가 기준으로 삼는 단일 수치로 결합합니다. 실제 현장 데이터, 즉 총 가동 시간·고장 횟수·총 수리 시간을 이 공식에 넣으면 정비 기록이 하드웨어, IT 인프라, 제조 현장에서 쓰이는 신뢰성 지표로 바뀝니다.

공식

관측 구간 동안 고장 $n$회, 총 가동 시간 $T$, 총 수리 시간 $T_r$을 기록한 수리 가능한 시스템에 대해:

정상상태 가용성은 고장과 수리의 한 주기 전체에서 시스템이 가동되는 시간 비율입니다:

욕조 곡선의 유효 수명 구간에서 고장률은 일정하며 MTBF의 역수와 같습니다:

가용성은 비율이므로 시간 단위 선택은 상쇄됩니다. MTBF와 MTTR을 같은 단위로 표현하기만 하면 됩니다. 한 해 동안 예상되는 다운타임은 $(1 - A)$에 1년의 시간 수를 곱해 바로 구합니다.

계산 예제

한 서버가 10,000가동 시간 동안 5회 고장하고 총 수리 시간이 10시간이라고 합시다:

가용성 99.9001%에서 시스템은 한 해 동안 약 8.76시간 멈출 것으로 예상됩니다. MTBF를 건드리지 않고 평균 수리를 2시간에서 30분으로 줄이면 가용성은 약 99.975%로 올라가고 연간 다운타임은 약 2.2시간으로 줄어듭니다. 정비성이 내구성만큼 중요한 이유입니다.

MTBF와 MTTF

두 용어는 자주 혼동됩니다. MTBF는 수리 가능한 시스템에 대해 정의되며 연속된 고장 사이의 평균 시간을 측정하고, 품목이 수리되어 다시 서비스에 투입된다는 가정을 암묵적으로 포함합니다. MTTF(평균 고장 수명)는 퓨즈, 베어링, 수리 대신 교체하는 디스크처럼 수리 불가능한 품목에 대해 정의되며, 그 품목의 수명을 끝내는 단 한 번의 고장까지의 평균 시간을 측정합니다. 수리 시간이 가동 시간에 비해 짧으면 두 수치는 가까워지지만, 서로 다른 질문에 답합니다. MTBF는 얼마나 자주 수리하는가에, MTTF는 한 개체가 얼마나 오래 견디는가에 관한 것입니다.

고장률 해석

고장률 $\lambda$는 단위 시간당 예상되는 고장 횟수입니다. 역수 관계 $\lambda = 1 / \text{MTBF}$는 일정한 위험률을 가정하는 지수 모델 아래 성립하며, 이는 고장이 어느 순간에나 동일하게 일어난다고 봅니다. 이 가정은 욕조 곡선의 평탄한 중간부, 즉 초기 고장기와 말기 마모 사이에서만 현실적입니다. 부품 데이터시트는 고장률을 흔히 FIT(failures in time)로 표기하며, 1 FIT은 10억 소자 시간당 고장 1회로, 전자 부품처럼 매우 신뢰성 높은 부품을 표현하기에 편리합니다.

한계

이 공식들은 장기 평균을 기술할 뿐 보장이 아닙니다. MTBF가 2,000시간이라도 특정 개체가 반드시 2,000시간을 견디고 고장 난다는 뜻은 아닙니다. 정상상태 가용성은 다운타임이 언제 일어나는지도 무시합니다. 한 번의 긴 중단과 여러 번의 짧은 중단이 같은 수치를 낼 수 있지만 사용자 영향은 매우 다릅니다. 여기서 가용성은 계획되지 않은 고장과 수리만 계산합니다. 계획 정비 시간, 예비 부품 조달 기간, 탐지 지연은 목표 정의에 따라 MTTR에 포함하거나 별도로 다뤄야 합니다. 여러 부품이 직렬 또는 병렬로 구성된 시스템에서는 이 단일 시스템 수치를 평균 내지 말고 각 부품의 가용성을 조합 모델로 결합하십시오.