MTBFとMTTRとは？システムの故障や稼働はどうやって分かる？

システムを評価する値として、MTBFやMTTRという値があります。
いずれも、システム故障に関する値で、システムの稼働率を知るためには把握しておきたい値です。
MTBFとMTTRの定義から計算方法までご紹介します。

システムの信頼性を示すMTBF
MTBFとMTTRの関係性
MTBFとMTTRから導き出される稼働率
故障率の経過を示すバスタブ曲線

システムの信頼性を示すMTBF

MTBFは、Mean Time Between Failuresの略。平均故障間隔のことを指します。
何時間に何回の割合で故障しているのかを知るため、計算は故障が起こるまでの稼働時間が対象です。

たとえば、500時間に1回、600時間に1回、400時間に1回故障が起きた場合、3つの故障の平均である500時間がMTBFになるということです。
値は故障までの稼働時間を示すことから、値が高いほどシステムの信頼性があると判断できます。
なお、1回の故障で使用できなくなる場合は、平均故障時間であるMTTF（Mean Time To Failure）を使用します。

ただ、MTBFやMTTFはあくまで信頼性の高さであって、必ずしも故障の間隔にはならないということを理解しなければなりません。
システムも使用が長くなれば、消耗によって故障の頻度が高くなる可能性も考えられますし、故障は突発的なもので一定の間隔で起こるものではないためです。

MTBFとMTTRの関係性

MTBFと似た用語に、MTTRがあります。MTTRは、Mean Time To Repairの略で、平均復旧時間のこと。システムが継続的に稼働できるかの可用性を図るものです。
システムの復旧にかかった時間を平均して値を出します。
値が大きい場合は、それだけ復旧に時間を要していることになるため、可用性が高いとは言えません。

MTBFとMTTRは、どちらもシステムの故障に関する指標となるものです。
MTBFは、いかにシステムの故障が少なく稼働が高いかの信頼性、MTTRはいかに短い時間でシステムの復旧が可能かの可用性を示すもので、どちらもシステム設計の上で重要なものになります。

MTBFとMTTRから導き出される稼働率

MTBFとMTTRは、システムの稼働率を知るためにも重要な値です。
稼働率を出すには、MTBF、MTTRそれぞれの値を出す必要があるためです。
稼働率は、「MTBF÷（MTBF＋MTTR）」の計算式を用いて算出します。
稼働率が高いほど、システムの故障にかかる時間が少ないということです。

稼働率99%の場合、年間のシステム停止時間4日、99.99%の場合、年間のシステム停止時間1時間が稼働率の目安です。

なお、システムの稼働率は、直列か並列かでも異なってきます。
まず、直列の場合、AとBとCというシステムがあればAとBとCそれぞれの稼働率をかけて計算します。
直列の場合は、1つのシステムが停止すると同じ回路にある他のシステムも停止してしまうためです。
結果的に、それぞれのシステムをかけることで、全体の稼働率が下がります。

一方、並列の場合は、1つのシステムが故障しても、同じ回路にないため、残りのシステムは変わらず稼働できます。
そのため、実際の計算では直列のように単純に計算するのではなく、一部システムが故障することを考慮するため、直列よりも稼働率は高めです。

故障率の経過を示すバスタブ曲線

システムなどの故障の経過は、故障率曲線によってグラフ化されます。
故障率曲線は、初期の故障率が高く、一定期間ののち、経過年数でまた故障率が上がるため、オケのような形をしたグラフです。
そのため、一般的にはバスタブ曲線と言われます。

バスタブ曲線で、初期に故障率が高くなるのは初期不良やバグが発生しやすいため、一定の年数を過ぎて故障率が高くなるのは機器が消耗するためです。v初期故障期間と摩耗故障期間の間にある故障率が低く、安定している期間を偶発故障期間と言います。
バスタブ曲線の故障率の推移は、パソコンに限らず、さまざまな機器に共通しているものです。

MTBFやMTTRなどの値から、事前にシステムの信頼性や可用性を知ることができます。システムの選択の際は、確認しておきたい値です。なお、MTBFやMTTRのような値はあくまでもシステムのスペックであるため、実際の故障に関しては、バスタブ曲線とも照らし合わせておきたいです。