システム開発

稼働率の計算方法を図解で分かりやすく説明

稼働率の求め方

稼働率とは

稼働率とは、システムが正常に稼働している時間の割合を示すものであり、稼働率が100%に近い程、正常稼働している時間は長く「品質が高いシステム」ということです。

稼働率は次の式で求めることができます。

MTBF(平均故障間隔) / MTBF(平均故障間隔) + MTTR(平均修理時間)

 

それでは、次の図を例に故障率を求めていきます。

システムの稼働イメージ

「正常稼働100時間」 → 「故障し修理(4時間)」→ 「正常稼働60時間」 → 「故障し修理(2時間)」→ 「正常稼働80時間」 → 「故障し修理(6時間)」とシステムが稼働しているとします。

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MTBF(平均故障間隔)の求め方

MTBF(平均故障間隔)とは、連続稼働できる時間の平均値であり次の式で求めることができます。

MTBF = 総稼働時間 / 総故障回数

上記図の稼働時間と故障回数は

  • 総稼働時間:100時間 + 60時間 + 80時間 = 240時間
  • 総故障回数:3回

なので、式に当てはめて計算すれば MTBF(平均故障間隔)は 80時間(240時間 / 3回 = 80時間)と求めることができます。

MTTR(平均修理時間)の求め方

MTTR(平均修理時間)とは、平均の修理時間であり、次の式で求めることができます。

MTTR = 総修理時間 / 総故障回数

上記図の修理時間と故障回数は

  • 総修理時間:4時間 + 2時間 + 6時間 = 12時間
  • 総故障回数:3回

なので、式に当てはめて計算すれば MTTR(平均修理時間)は 4時間(12時間 / 3 = 4)と求めることができます。

稼働率の計算

稼働率は次の式で求めることができるので、上記で求めたMTBFとMTTRを使い計算すれば、稼働率は95%(80時間 / 80時間 + 4時間 = 0.952...)と求めることができます。

MTBF(平均故障間隔) / MTBF(平均故障間隔) + MTTR(平均修理時間)

直列に繋がっているシステムの稼働率の求め方

システムは1つのシステムだけではなく、複数のシステムで構成されていることがあります。例えば次の図のようにシステムが直列で繋がっているケース。

このケースは、片方のシステムに故障などのトラブルが発生した場合、システム全体に影響を及ぼす可能性があります。

直列に繋がっているシステム

従って直列接続の場合は、いずれかのシステムが故障すると、そのシステムは正常稼働できません

 

直列接続したシステムの稼働率は次の式で求めることができます。

直列接続したシステムの稼働率 = 稼働率A × 稼働率B

例えば、稼働率0.8のシステムと稼働率0.9のシステムが直列接続した場合は、0.8×0.9 = 0.72(72%)と求めることができます。

並列に繋がっているシステムの稼働率の求め方

次は直列ではなく、システムが並列に繋がっているケース。このケースは、片方のシステムに故障などのトラブルが発生した場合でも、残る片方のシステムで稼働し続けることが可能です。

両方のシステムが故障しない限り、システムは正常稼働を続けることができます。

並列に繋がっているシステム

並列接続したシステムの稼働率は次の式で求めることができます。

並列接続したシステムの稼働率 = 1 - 全体の故障率

全体の故障率 = 故障率A × 故障率B

故障率 = 1 - 稼働率

例えば、稼働率0.8のシステムAと稼働率0.9のシステムBが並列接続した場合、システムAの故障率は 1- 0.8 = 0.2、システムBの故障率は 1 - 0.9 = 0.1となり、全体の故障率は 0.1 × 0.2 = 0.02です。

そして、並列接続したシステムの稼働率は、1 - 0.02 = 0.98(98%)と求めることができます。

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