本記事はGeminiの出力をプロンプト工学で整理した業務ドラフト（未検証）です。

IPA午前Ⅱ：システム稼働率の計算と信頼性評価

システム稼働率は、平均故障間隔（MTBF）と平均復旧時間（MTTR）を用いて、システムの運用可能な時間割合を定量的に評価する重要な指標である。

現代社会において、情報システムは企業活動や社会インフラの根幹を支えており、その停止は甚大な影響を及ぼす。そのため、システムの信頼性や可用性を高めることは、事業継続計画（BCP）の観点からも極めて重要である。IPA（情報処理推進機構）の午前Ⅱ試験においても、システムの信頼性評価に関する問題は頻出テーマとなっている。

システムの稼働状況を客観的かつ定量的に評価する指標がなければ、システムの比較や改善計画を立てることは難しい。単に「よく動いている」という感覚的な表現では、具体的な目標設定や達成度の評価ができないため、システムのパフォーマンスを数値で示す基準が求められる。

システムの稼働率は、以下の要素を用いて計算される。

• MTBF (Mean Time Between Failures: 平均故障間隔) システムが正常に稼働してから次に故障するまでの平均時間である。この値が大きいほど、システムは信頼性が高く、故障しにくいと評価される。システムの設計品質や部品の耐久性に大きく依存する指標である。

• MTTR (Mean Time To Repair: 平均復旧時間) システムが故障してから、修理・復旧が完了し、再び正常に稼働するまでの平均時間である。この値が小さいほど、システムは保守性が高く、迅速な復旧が可能であると評価される。運用体制や保守契約、システムの冗長性設計などが影響する。

これらの指標を用いた稼働率の計算式は次の通りである。

$$稼働率 = \frac{MTBF}{MTBF + MTTR}$$

この式は、システムが稼働している時間の割合を表現している。例えば、MTBFが900時間、MTTRが100時間のシステムの場合、稼働率は以下のようになる。

$$稼働率 = \frac{900}{900 + 100} = \frac{900}{1000} = 0.9$$

これは、システムが90%の確率で稼働していることを示す。

この関係を図で示すと以下のようになる。

stateDiagram-v2
    state "システムの状態" as SystemState {
        稼働中 --> 故障中 : 故障発生 (MTBF)
        故障中 --> 稼働中 : 復旧完了 (MTTR)
    }
    稼働中 : 平均故障間隔\n(MTBF)
    故障中 : 平均復旧時間\n(MTTR)

IPA 独立行政法人 情報処理推進機構 – 信頼性評価 (2023年4月1日更新, IPA)では、システム全体の信頼性向上の重要性が強調されている。また、TechTarget Japan – MTBFとは (2024年5月15日更新, TechTarget Japan)では、MTBFとMTTRがシステムの可用性指標としてどのように利用されるかが解説されている。

要点

• 稼働率はシステムの可用性を定量的に示す指標である。

• MTBFはシステムの信頼性（故障しにくさ）を表す。

• MTTRはシステムの保守性（復旧しやすさ）を表す。

• 高稼働率を実現するためには、MTBFの延長（故障の減少）とMTTRの短縮（復旧の迅速化）が重要である。