ITパスポート｜稼働率とは？MTBF・MTTRをやさしく解説

simic / 文系のIT資格ノート

2026年7月15日 15:50

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稼働率とは、システムが「使える状態」だった時間の割合のことです。計算式は、稼働率＝MTBF ÷（MTBF＋MTTR）。この1本だけ覚えれば、もう半分は終わりです。

「計算が出てくる」と聞くと、身構えてしまいますよね。わかります。でも安心してください。この回で使うのは、掛け算・割り算・引き算だけなんですよね。ルート（平方根）も、分数の通分も出てきません。

この記事でわかること

稼働率・MTBF・MTTRの意味と、電卓なしでも解ける計算のしかた
直列と並列で稼働率がどう変わるか（同じ2台なのに81%と99%になる理由）
デュアルシステム・フェールセーフなど「止めないための工夫」と、性能・コストの測り方

この記事の要点（先に結論！）

稼働率とは、システムが使える状態だった時間の割合のことで、MTBF ÷（MTBF＋MTTR）で計算します。
MTBF（平均故障間動作時間）は壊れずに動いていた平均時間で、長いほどよい指標です。MTTR（平均修復時間）は直すのにかかった平均時間で、短いほどよい指標です。
直列につないだシステムの稼働率は「A×B」で求め、元の稼働率より必ず下がります。並列は「1−(1−A)×(1−B)」で求め、元の稼働率より必ず上がります。
フェールセーフは安全な側に倒して止める設計、フールプルーフは人が誤った操作をできないようにする設計です。
これらはITパスポートのシラバス（出題範囲の一覧表）で「システムの評価指標」という分類にまとまっています（2026年7月時点・シラバスVer.6.5）。

1. 稼働率とは？MTBF・MTTRで「止まらなさ」を数字にする

稼働率とは、システムが使える状態だった時間の割合です。

前回、RAID 1（同じデータを2台のディスクに書く方式）なら、1台壊れてもシステムは止まらない、とお伝えしました。では、どれくらい止まらないのか。それを数字で表したものが、稼働率なんですよね。

じつは、ストラテジ系のOR・IEの記事で、こうお約束していました。「システムの稼働率は、MTBFやMTTRという言葉とセットで、テクノロジ系で学びます」と。お待たせしました。今回が、その回です。

あちらの稼働率は「稼働時間 ÷ 利用可能時間」でした。じつは、発想はまったく同じなんです。「動いていた時間 ÷ ぜんぶの時間」。違うのは、測る相手が人や設備か、システムかだけ。考え方は、あなたがもう知っているものですよ。

1.1 MTBFとMTTR：走れた時間と、修理工場にいた時間

たとえるなら、車です。

MTBF（エムティービーエフ。Mean Time Between Failures。平均故障間動作時間）＝壊れずに走れた時間の平均
MTTR（エムティーティーアール。Mean Time To Repair。平均修復時間）＝修理工場に入っていた時間の平均

どっちがどっちか迷ったら、アルファベットを見てください。

MTBF の B＝Between（故障と故障の「あいだ」）→ 動いていた時間
MTTR の R＝Repair（「修理」）→ 直していた時間

覚え方は、このひとことで十分です。MTBFは長いほどうれしい。MTTRは短いほどうれしい。長く走れて、すぐ直る。最高ですよね。

求め方も、平均を出すだけです。

MTBF ＝動いていた時間の合計 ÷ 故障した回数
MTTR ＝修理にかかった時間の合計 ÷ 故障した回数

1.2 稼働率の計算：MTBF ÷（MTBF＋MTTR）

いよいよ本題です。稼働率の式は、これだけ。

稼働率＝ MTBF ÷（MTBF ＋ MTTR）

分母（下）と分子（上）が何を指しているかを、日本語に直すと迷いません。

分母＝動いていた時間＋止まっていた時間＝ ぜんぶの時間
分子＝動いていた時間（＝MTBF）

つまり「ぜんぶの時間のうち、動いていたのは何割か」を出しているだけなんですよね。

では、実際に計算してみましょう。MTBFが90時間、MTTRが10時間のシステムです。

分母を作る：90 ＋ 10 ＝ 100
割る：90 ÷ 100 ＝ 0.9
%に直す：100倍して「%」を付けるだけ。0.9 → 90%

答えは0.9（90%）です。できましたか？

1.3 「合計の時間」しか書かれていないときは？

試験では、MTBFとMTTRがそのまま与えられないこともあります。たとえば、こんな形です。

動いていた時間の合計は480時間
そのあいだに故障が4回
修理にかかった時間の合計は20時間

あわてず、1つずつ平均を出しましょう。

MTBF ＝ 480 ÷ 4 ＝ 120時間
MTTR ＝ 20 ÷ 4 ＝ 5時間
稼働率 ＝ 120 ÷（120 ＋ 5）＝ 120 ÷ 125 ＝ 0.96（96%）

じつは、ここにちょっとした裏ワザがあります。「稼働率だけ」を聞かれているなら、故障回数で割らなくても答えが出るんですよね。

480 ÷（480 ＋ 20）＝ 480 ÷ 500 ＝ 0.96

ほら、同じ0.96です。平均を出すときに使った「÷4」が、分母と分子の両方にあるので、約分で消えてしまうからです。
ただし、「MTBFはいくつか」と聞かれたら、ちゃんと故障回数で割ってくださいね。裏ワザが使えるのは、稼働率だけを求めるときです。

1.4 稼働率99.9%は、1年でどれくらい止まる？

数字の意味を、体感してみましょう。1年は 365日 × 24時間＝ 8,760時間です。

まず、「止まってよい割合」を出します。100%から稼働率を引くだけです。

稼働率99.9% → 100% − 99.9% ＝ 0.1% ＝小数で 0.001
稼働率99% → 100% − 99% ＝ 1% ＝小数で 0.01
稼働率90% → 100% − 90% ＝ 10% ＝小数で 0.1

あとは、1年の時間（8,760時間）にこれを掛けるだけです。

稼働率99.9% → 8,760 × 0.001 ＝ 年に8.76時間（約8時間45分）
稼働率99% → 8,760 × 0.01 ＝ 年に87.6時間（約3.65日）
稼働率90% → 8,760 × 0.1 ＝ 年に876時間（約36.5日！）

90%って、テストなら高得点ですよね。でもシステムでは、1年に36日以上止まる計算になります。1か月以上、使えない。これはさすがに困ります。

サービスマネジメントの記事で、SLA（サービスの品質を約束する文書）の例として「稼働率99.9%以上」が出てきました。あの99.9%の中身が、これです。年に8.76時間しか止まれない、というきびしい約束だったんですね。→ サービスマネジメントの記事

1.5 ひとこと補足：故障率と、よいシステムの5条件

シラバスには「故障率」という言葉も挙がっています（2026年7月時点・シラバスVer.6.5）。一般には、一定時間あたりにどれくらい故障するかの割合で、MTBFの逆数（1 ÷ MTBF）として表されます。

深入りは不要です。「MTBFが長いほど、故障しにくい」。iパス（ITパスポートの略称）では、これだけ押さえれば大丈夫ですよ。

ちなみに、「よいシステムとは何か」を5つの頭文字でまとめた RASIS（ラシス）という覚え方もあります。信頼性・可用性・保守性・完全性・機密性の5つですね。このうち機密性・完全性・可用性・信頼性は、シラバスのセキュリティの分類にも用語として挙がっています（2026年7月時点・シラバスVer.6.5）。セキュリティの回で、また会うことになります。

2. 直列と並列で、稼働率はこんなに変わる

ここがこの記事の山場です。でも、身がまえなくて大丈夫。同じ0.9の機械が2台。つなぎ方を変えるだけで、81%にも99%にもなるという、ちょっと痛快な話です。

2.1 まず、計算せずに直感でつかむ

式の前に、日常のイメージから入りましょう。

直列＝乗り換えのある電車です。1本でも止まったら、目的地に着けませんよね。だから全体は弱くなる
並列＝エレベーターが2基あるビルです。1基が点検中でも、もう1基で上がれます。だから全体は強くなる

つまり、鉄則はこれです。

直列を増やすと、稼働率は必ず下がる
並列を増やすと、稼働率は必ず上がる

この感覚さえ持っておけば、計算結果が合っているかどうかを自分で見張れます。

2.2 直列の稼働率＝掛け算（A × B）

直列とは、両方そろって、はじめて仕事になるつなぎ方です。片方が倒れたら、そこでおしまい。
じつはこれ、2進数・基礎理論の記事で出てきた家電のスイッチとまったく同じ話なんですよね。スイッチを直列につなぐと、両方ONのときだけ電気が流れました（＝AND）。

「両方とも動いている」確率を求めたいので、掛け算になります。

直列の稼働率＝ A × B

稼働率0.9の機械を2台、直列につないでみましょう。

0.9 × 0.9 ＝ 0.81（81%）

元は90%だったのに、81%まで下がりました。2台とも無事でなければ動かないので、当然といえば当然です。

もう1つ、しびれる例を。99%の機械を3台、直列につなぐとどうなるでしょう。

2回に分けて計算しましょう。

まず2台ぶん：0.99 × 0.99 ＝ 0.9801
その答えに3台目を掛ける：0.9801 × 0.99 ＝ 0.970299（約0.970）

答えは約0.970（約97.0%）。ここは電卓を使って大丈夫ですよ。

どれも99%の優等生なのに、3台つないだ全体は97%。直列は「弱くなる方向」。ここは骨身にしみるところです。

2.3 並列の稼働率＝1から引く

並列とは、どちらか1つでも動いていればセーフなつなぎ方です。
スイッチの話に戻れば、並列につないだスイッチは、どちらかONなら電気が流れましたね（＝OR）。

では、並列のシステムが止まるのは、どんなときでしょう。両方とも壊れたときだけです。だから、こう考えます。

並列の稼働率＝ 1 −（Aが壊れる確率）×（Bが壊れる確率）

式にすると、こうなります。

並列の稼働率＝ 1 −（1 − A）×（1 − B）

稼働率0.9の機械を2台、並列にしてみましょう。1ステップずつ行きますね。

1台が壊れる確率：1 − 0.9 ＝ 0.1
2台とも壊れる確率：0.1 × 0.1 ＝ 0.01
1から引く：1 − 0.01 ＝ 0.99（99%）

90%が、99%になりました。同じ0.9の機械が2台。直列なら81%、並列なら99%。つなぎ方だけで、こんなに違うんですよね。

式を2つ覚えるのが不安なら、「並列は“1から引く”ほう」とだけ覚えてください。もう片方（直列）は、残りものの掛け算です。

2.4 前回のRAID 1は、じつはこの「並列」だった

前回、RAID 1（ミラーリング。同じデータを2台のディスクに書く方式）なら、1台壊れても止まりませんとお伝えしました。あれこそ、いま学んだ並列です。

稼働率0.9のディスクを2台ミラーリングすると、1 − 0.1 × 0.1 ＝ 0.99。90%が99%になる。これが「止まらない」の正体だったんですね。

前回の話と、今回の計算が、ここでつながりました。

3. 止めないための構成：デュアル・デュプレックス・クラスタ

並列にすれば稼働率が上がる。これがわかると、次の疑問がわきます。「じゃあ、どうやって並列にするの？」
そこで登場するのが冗長化です。冗長化とは、わざと予備を持っておくこと。ふだんはむだに見えても、いざというときに効いてきます。代表的な形を3つ見てみましょう。

3.1 デュアルシステム：2台とも本番。結果を答え合わせする

デュアルシステムとは、2台のコンピュータがまったく同じ処理を同時に行い、結果を照合（つき合わせ）する構成です。

合言葉は、「2台とも本番。答え合わせ」。

たとえるなら、2人が同じ計算をして、答え合わせをするイメージです。仕事を「分ける」のではなく、まったく同じ作業を2人でやって、突き合わせるところがポイントですね。

強み：結果を照合するので、間違いにも気づける。信頼性がとても高い
弱み：つねに2台を本番で動かすので、費用が高い

3.2 デュプレックスシステム：1台が本番、1台は控え

デュプレックスシステムとは、本番用（主系）と控え用（従系）を用意し、主系が故障したら従系に切り替える構成です。

合言葉は、「1台が本番、1台は控え。交代する」。

たとえるなら、控えの選手がベンチにいるイメージです。ふだん試合に出ているのは1人。ケガをしたら、控えが出ていきます。

そして、この控えの「待たせ方」が2種類あるんですよね。

ホットスタンバイ：控えの電源を入れて待たせる。ユニフォームを着て、アップも済ませている状態。すぐ交代できるが、費用は高い
コールドスタンバイ：控えの電源を切って待たせる。私服で客席にいる状態。呼ばれてから着替えるので時間はかかるが、費用は安い

ホット＝あたたまっている＝すぐ動ける。そのままの意味なので、覚えやすいですよね。

3.3 クラスタ：何台かをまとめて、1つのチームにする

クラスタ（クラスタリング）とは、複数のコンピュータを束ねて、1台のように見せる構成です。
チームで仕事をするイメージですね。1人が抜けても、残りのメンバーが仕事を引き継ぐので、チームとしては走り続けられます。

なお、前回のRAID 1と、この節の話はよく混同されます。違いは「どこを二重にするか」だけです。RAID 1＝ディスク（データをしまう装置）の二重化／デュアル・デュプレックス＝システム丸ごとの二重化。そう整理すれば、迷いません。

4. 信頼性設計：フェールセーフとフールプルーフの違い

ここは混同ゾーンです。似た名前が並びます。でも、順番に切り分ければ、必ず整理できますよ。

4.1 まず「fool」だけを切り離す（フールプルーフ）

フールプルーフとは、人が誤った操作をできないようにする設計です。英語の fool（おろか者）が入っているのは、この1語だけ。つまり、「人のミス」の話をしているのはフールプルーフだけなんですよね。ほかはぜんぶ「機械が壊れたあと」の話です。ここで、もう半分は片づきました。

身近な例を見てみましょう。

電子レンジは、扉を開けると加熱が止まる
洗濯機は、フタを開けると回転が止まる
入力欄が空のままだと、「送信」ボタンが押せない

合言葉は、「そもそも、やらせない」。人は必ずミスをします。だから、ミスできない作りにしてしまう。やさしい設計思想ですよね。

4.2 セーフは止まる。ソフトは動き続ける

次は、フェールセーフとフェールソフトです。この2つは、英語のまま読むのがコツです。

フェールセーフ＝safe（安全） → 故障したら、安全な側に倒す。つまり止める
フェールソフト＝soft（やわらかく） → 故障しても、機能を落として動き続ける

例で見ると、はっきりします。

フェールセーフ：踏切の遮断機は、停電すると「降りる」。開けっぱなしより、閉じたほうが安全だからです。信号機が壊れたときに赤にするのも同じ考え方です
フェールソフト：飛行機はエンジンが1基止まっても、残りのエンジンで飛び続ける。タイヤが1本パンクしても、速度を落として走り続ける車もそうですね

決着はこのひとことです。セーフは止まる。ソフトは動き続ける。正反対なので、ここだけ覚えておけば、まず迷いません。
「どっちが正しいの？」と思いますよね。答えは目的しだいです。止まったほうが安全なときはセーフ、止まると困るときはソフト。人命にかかわるなら止める。サービスを止められないなら動かす。それだけのことなんですよね。

なお、フェールソフトは、この単元（システム構成要素）の用語例には入っていません（2026年7月時点・シラバスVer.6.5）。それでも、フェールセーフと対にすると理解が一気に進むので、ここで紹介しました。

4.3 フォールトトレラント：壊れても大丈夫、という大きな考え方

フォールトトレラントとは、故障（fault）が起きても、機能を保ったまま動き続けられるようにする設計です。

たとえるなら、スペアタイヤを積んでおくこと。パンクしても、走り続けられますよね。
これは、フェールセーフやフェールソフトより一段大きな考え方です。3節で学んだ冗長化（デュアル・デュプレックス・クラスタ）も、フォールトトレラントを実現するための具体的な手段だと考えてください。

5. 性能指標：レスポンスタイムとベンチマーク

ここまでは「止まらないか（信頼性）」の話でした。ここからは「速いか（性能）」の話に移ります。

5.1 ネット通販の注文で、3つを一気に区別する

たとえるなら、ネット通販の注文です。この1場面で、3つの言葉を区別できますよ。

レスポンスタイム（応答時間）＝注文ボタンを押してから、「ご注文ありがとうございます」の画面が出るまでの時間。つまり最初の反応が返るまで
ターンアラウンドタイム＝注文してから、商品が手元に届くまでの時間。つまりすべて終わるまで
スループット＝そのお店が、1日に何件さばけるか。つまり処理できる量

区別の決め手は、こうです。レスポンス＝「返事が来るまで」／ターンアラウンド＝「終わるまで」。当然、ターンアラウンドのほうが長くなります（レスポンスを含んでいるので）。

なお、この単元（システム構成要素）の用語例に挙がっているのはレスポンスタイム（応答時間）のほうです（2026年7月時点・シラバスVer.6.5）。スループットとターンアラウンドタイムはこの単元の用語例には入っていませんが、3つ並べたほうが、かえって覚えやすいので紹介しました。

5.2 ベンチマーク：同じコースでタイムを測る

ベンチマークとは、同じ基準のテストを走らせて、性能を数値で比べることです。

たとえるなら、同じコースでタイムを測ること。条件をそろえるからこそ、意味のある比較になりますよね。「このパソコンとあのパソコン、どっちが速い？」を、感覚ではなく数字で答えるための道具です。

ここで1つ、混同しやすいポイントを。ストラテジ系でベンチマーキングという言葉が出てきましたよね。あれは「優れた他社をお手本にして自社と比べ、改善する」という経営の手法でした。→ SWOT・PPMの記事

名前は似ていますが、こちらは機械の性能を測るテストの話です。別モノとして覚えてくださいね。

6. TCO：買った値段だけでは、高いか安いかは決まらない

最後は、お金の話です。

TCO（ティーシーオー。Total Cost of Ownership。総所有費用）とは、システムの導入から廃棄までにかかる、すべての費用の合計です。

中身は2つに分かれます。

初期コスト（イニシャルコスト）＝導入するときにかかるお金。機器やソフトの購入費、開発費、設置工事費など
運用コスト（ランニングコスト）＝使い続けるあいだ、かかり続けるお金。電気代、保守料、通信費、人件費、消耗品など

たとえるなら、プリンタ本体とインク代です。「本体が1万円！安い！」と喜んで買ったのに、インクが高くて、結局そっちのほうが高くついた…。あの感覚が、そのままTCOなんですよね。

数字で見てみましょう。初期コスト30万円のパソコンを、年10万円の運用コストで5年間使うとします。

運用コストの合計：10万円 × 5年＝ 50万円
TCO：30万円＋ 50万円＝ 80万円

本体の値段（30万円）は、全体の半分もありません。「買うときの値段が安くても、TCOが安いとは限らない」。この一文が、この節のすべてです。

ちなみに、この記事で扱った性能・信頼性は、システム開発の回で出てきた非機能要件（間取りではなく、耐震・断熱のような品質の要望）にあたります。今日学んだのは、あの「耐震・断熱」を数字で測る方法だった、というわけですね。

7. まとめ：3行でふりかえり

稼働率は MTBF ÷（MTBF＋MTTR）。MTBFは長いほどよく、MTTRは短いほどよい指標です。
直列は掛け算（A×B）で下がる。並列は「1から引く」（1−(1−A)(1−B)）で上がる。0.9が2台なら、直列81%・並列99%です。
止めない工夫は冗長化（デュアル・デュプレックス・クラスタ）と信頼性設計。セーフは止まる、ソフトは動き続けるが合言葉です。

いかがでしたか？計算は、掛け算・割り算・引き算だけでしたね。まずは「MTBF ÷（MTBF＋MTTR）」と「並列は1から引く」の2つだけ、口に出して覚えてみましょう！

8. よくある質問（FAQ）

Q1. 稼働率の計算方法は？

A. 稼働率＝MTBF ÷（MTBF＋MTTR）で計算します。たとえばMTBFが90時間、MTTRが10時間なら、90 ÷（90＋10）＝ 90 ÷ 100 ＝ 0.9（90%）です。分母は「動いていた時間＋止まっていた時間＝ぜんぶの時間」と覚えると迷いません。

Q2. MTBFとMTTRの違いは何ですか？

A. MTBF（平均故障間動作時間）は、壊れずに動いていた平均時間です（長いほどよい）。MTTR（平均修復時間）は、直すのにかかった平均時間です（短いほどよい）。MTBFのBはBetween（故障と故障のあいだ）、MTTRのRはRepair（修理）と覚えると区別できます。

Q3. 直列システムと並列システムの稼働率の求め方は？

A. 直列は A×B（両方が動いて初めて動くので、稼働率は下がる）。並列は 1−(1−A)×(1−B)（どちらか動けばよいので、稼働率は上がる）で求めます。稼働率0.9の機械が2台なら、直列は 0.9×0.9＝0.81（81%）、並列は 1−0.1×0.1＝0.99（99%）です。

Q4. 稼働率は、なぜ並列にすると上がるのですか？

A. 並列のシステムが止まるのは、両方とも壊れたときだけだからです。1台が壊れる確率が0.1なら、2台とも壊れる確率は 0.1×0.1＝0.01と、とても小さくなります。その残り（1−0.01＝0.99）が、動いている確率になります。

Q5. フェールセーフとフェールソフトの違いは何ですか？

A. フェールセーフは「安全に止まる」設計（踏切の遮断機は停電すると降ります）。フェールソフトは「機能を落としてでも動き続ける」設計（飛行機はエンジンが1基止まっても飛び続けます）。止まるか、動き続けるかが正反対です。なお、フェールソフトはこの単元（システム構成要素）の用語例には入っていません（2026年7月時点・シラバスVer.6.5）。

Q6. デュアルシステムとデュプレックスシステムの違いは何ですか？

A. デュアルシステムは2台とも本番で動かし、結果を照合します（合言葉は「答え合わせ」）。デュプレックスシステムは1台が本番、1台は控えで、故障したら切り替えます（合言葉は「交代」）。控えの待たせ方が、電源を入れておくホットスタンバイと、電源を切っておくコールドスタンバイです。

Q7. 稼働率99.9%は、年間どれくらい止まってもいいのですか？

A. 1年は8,760時間（365日×24時間）です。止まってよい割合は「100% − 99.9% ＝ 0.1%（小数で0.001）」なので、8,760 × 0.001 ＝ 年に8.76時間（約8時間45分）となります。ちなみに99%なら87.6時間（約3.65日）、90%なら876時間（約36.5日）です。「90%」は、思ったより低い数字なんですよね。