稼働率とMTBF・MTTRとは?わかりやすく解説

テクノロジ系 ・ 技術要素(システム構成) ・ 読む目安9分 ・ 頻出

システムがどれくらい止まらず動くか(稼働率)と、その計算を学びます。

最初に考えてみよう

Webサイトやアプリが突然止まると、利用者も会社も困ります。どうすれば、故障しにくく、止まっても早く使える状態に戻せるシステムにできるのでしょうか?

解説

稼働率は「どれくらい止まらずに動いていたか」。まず時間の帯で意味をつかみ、そこから計算式を自分で組み立てます。

1稼働率=動いていた時間の割合

ある機械を100時間見ていたら、90時間は動いて、10時間は修理で止まっていました。

動いている 90h
修理 10h
全体 100h

この100時間のうち、何%動いていた?

2「動いている時間」と「修理の時間」に名前を付ける

同じ機械の時間を、もう少し先まで見てみよう。

  1. 正常稼働
  2. →故障
  3. →修理
  4. →復旧
  5. →正常稼働
動いている 90h
また…

3公式を組み立てる

①の「動いていた時間 ÷ 全体の時間」を、②の名前に置き換えていくと…

動いていた 90h
全体の時間 100h
稼働率 = 動いていた時間 ÷ 全体の時間

4実験:MTBF と MTTR を動かす

公式ができたので、数字を動かして稼働率がどっちに動くかを確かめよう。

MTBF(動いている時間)大きいほど良い ▶90 時間
MTTR(修理の時間)◀ 小さいほど良い10 時間
稼働率0.900(90.0%)
スライダーを動かすと、稼働率が上がったか下がったかがここに出ます。
MTBF 90h
故障→修理 MTTR 10h→復旧
1サイクル=MTBF+MTTR=100h
0h6サイクル=600h(目盛りは600hで固定)
600h:復旧(6サイクル)
稼働 540h / 停止 60h
実際の割合 90.0%
稼働率 = ÷()
90 ÷(90 + 10)= 90 ÷ 100

式の MTBF・MTBF+MTTR や をタップすると、時間軸のその部分だけが残ります。

51問だけ:基本の計算

MTBF = 90時間、MTTR = 10時間のとき、稼働率は?
ここまでで基本はOK。ここからは応用です。

6もう一歩:装置が2台のとき

稼働率0.9の装置を2台つなぎます。まず考えるのは「このシステムが止まるのはいつ?」です。

入口出口
システム稼働中
Q. このシステムが止まるのはいつ?
装置を1台タップして、止めてみよう。

試験のポイント

ITパスポート試験での問われ方

稼働率の計算、直列・並列での稼働率の上下、MTBF/MTTRの意味が問われる

間違えやすいポイント

  • MTBFとMTTRを逆にする
  • 直列で稼働率が上がると思う
  • 並列で稼働率が下がると思う

関連用語

稼働率、MTBF、MTTR、信頼性、冗長化、フォールトトレラント

図解の内容を文章で読む

稼働率とMTBF・MTTRをイメージでつかむ

稼働率は、システムが正常に動いている時間の割合です。平均故障間隔(MTBF)=動いている平均時間、平均修理時間(MTTR)=直すのにかかる平均時間で、稼働率=MTBF÷(MTBF+MTTR)で求めます。装置を直列につなぐと全体の稼働率は下がり、並列(冗長化)にすると上がります。

たとえると:MTBFは「自転車が平均何日こわれずに乗れるか」、MTTRは「こわれたとき直すのに平均何日かかるか」。直列は鎖、並列は予備のタイヤをもう1本積むイメージです。

稼働率は、システムが正常に使えている時間の割合です。計算には2つの平均値を使います。MTBF(平均故障間隔)は「故障せずに動き続ける平均時間」、MTTR(平均修理時間)は「故障してから直るまでの平均時間」です。BはBetween(故障と故障の間=動いている時間)、RはRepair(修理)と覚えると取り違えません。稼働率はMTBF÷(MTBF+MTTR)、つまり「動いていた時間÷全体の時間」です。複数の装置をつなぐ場合、直列(全部動いてはじめて動く)では稼働率の掛け算になり全体は下がり、並列(どれか1つ動けばよい=冗長化)では上がります。試験では、稼働率の計算問題と「直列で下がる・並列で上がる」の理解が問われます。

押さえどころ

  • 稼働率 = MTBF ÷ (MTBF + MTTR)
  • 直列は全部動いて初めてOK=稼働率は下がる
  • 並列(冗長化)はどれか動けばOK=稼働率は上がる

確認問題(4問)

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「稼働率とMTBF・MTTR」の過去問(3問)

IPAが公開しているITパスポート試験の公開問題から、このテーマの問題を集めました。

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