信頼性は「決められた条件・期間に、故障せず要求された機能を果たせる性質」、可用性は「必要なときに利用できる性質」です。可用性には、故障の起こりにくさだけでなく、故障後の復旧の速さも関係します。
違いを比較する
| 観点 | 信頼性 | 可用性 |
|---|---|---|
| 注目すること | 故障せず機能を続けられるか | 利用できる状態にあるか |
| 代表的な関連指標 | MTBF、所定時間の信頼度など | 稼働率、停止時間など |
| 改善の例 | 故障原因の除去、品質改善 | 故障の低減、早期検知、早期復旧、冗長化 |
信頼性と可用性は同じ数値ではありません。また、「信頼性＝MTBF」「可用性＝MTBF＋MTTR」という等式でもありません。MTBFなどは評価に使う指標です。
MTBFとMTTRは何を表す？
- MTBF（平均故障間隔）：ここでは、正常に稼働し始めてから次の故障までの平均稼働時間として扱います。
- MTTR（平均修復時間）：ここでは、故障してから修復・復旧するまでの平均停止時間として扱います。
どちらも平均値で、個々の故障時刻や復旧時間を保証するものではありません。実務では測定範囲やMTTRの定義をそろえて比較します。
稼働率の式で両方の影響を見る
正常稼働と修復による停止を繰り返す基本モデルでは、次の式を使います。
稼働率 ＝ MTBF ÷（MTBF ＋ MTTR） 不稼働率 ＝ 1 − 稼働率
MTBFを長くするか、MTTRを短くすると、他の条件が同じなら稼働率は高くなります。不稼働率は停止時間の割合であり、時間当たりの故障率とは区別します。
故障が少ないAと、復旧が速いBを比較
次の値を同じ定義で測ったと仮定します。計画停止や共通基盤の障害などは含めない単純な比較です。
| システム | MTBF | MTTR | 稼働率 |
|---|---|---|---|
| A | 990時間 | 10時間 | 990÷1,000＝99% |
| B | 99時間 | 0.1時間（6分） | 99÷99.1≒99.899% |
Aは平均して故障せずに動く時間が長い一方、このモデルの稼働率はBの方が高くなります。故障しにくさだけで、利用できる時間の割合を判断しないことがポイントです。信頼性を厳密に比較する際には、要求する期間や故障の分布なども確認します。
フェールオーバーが可用性に関係する理由
稼働中の系に障害が起きたとき、別の系へ切り替える仕組みがフェールオーバーです。サービス停止を短くしたり、継続できる範囲を増やしたりすることが期待できます。
ただし、切替え時間がゼロとは限りません。待機系の状態、データ同期、障害検知、切替えの成功、共通電源などの単一障害点も確認します。冗長化しただけで、停止やデータ損失が全てなくなるわけではありません。
改善策は故障と復旧を分けて考える
- 故障を減らす：不具合の原因分析、設計・品質改善、状態に応じた予防保全。
- 早く見つける：サービスの状態監視と、必要な通知・検知手順。
- 早く戻す：復旧手順、訓練、交換部品、バックアップと復元手順。
- 障害の影響を限定する：冗長化、系統の分離、共通の故障原因の見直し。
稼働率を比較するときは、対象サービスと期間、計画停止の扱い、どの状態を利用不能とするかをそろえましょう。
確認問題
MTBFが198時間、MTTRが2時間のシステムで、MTBFを変えずにMTTRを1時間へ短縮したとき、基本モデルの稼働率はどう変わるでしょうか。
解答・解説を見る
99%から約99.497%へ上がります。変更前は198÷200＝0.99、変更後は198÷199≒0.9949749。故障間隔が同じでも、復旧を早くすることで可用性を改善できます。
noteで稼働率の計算まで復習
違いが分かったら、MTBF・MTTRと構成図の計算を練習しましょう。
関連noteでは、稼働率と不稼働率、MTBF・MTTR、直列・並列とその組合せ、確認問題を扱っています。この比較記事から、計算パターンの復習へ進めます。
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