平均故障寿命MTTFと平均故障間隔MTBFとは？|その違いと計算方法

2018年10月11日2018年12月3日

信頼性と耐久性

信頼性工学とはアイテムやシステムの信頼性に関する技術です.
信頼性とはアイテムが与えられた条件下で規定の期間中,
要求された機能を果たすことができるかどうかということで決まります.
近年では, 修理時間や稼働時間も考慮したディペンダビリティという用語が信頼性の意味で広く用いられています.

信頼性の要素には下で論じる耐久性と, 直しやすさを示す保全性, 設計信頼性などがあります.
耐久性とはいかに丈夫で長持ちするかという性質で, 壊れにくさを示します.
システムの耐久性を評価する指標にMTTFやMTBFがあります.

平均故障寿命(MTTF)とは

平均故障寿命(MTTF)は修理できない非修理系システムが故障するまでの寿命の平均です.
MTTFとは Mean Time To Failureの略称です.
非修理系システムとは故障しても修理ができない使い捨て品や, 再生不可能なアイテムを指します.
具体的な例としては, 電球の寿命の評価にはMTTFを使用するのが適しています.

MTTFは稼働時間を故障件数で割ることで算出できます.

例えば電球がそれぞれ200時間, 150時間, 250時間で故障した場合のMTTFを求めると以下のようになります.

信頼度とB₁₀ライフ

横軸に故障するまでの時間tを取り, 故障までの時間(寿命)の密度関数f(t)を表すと,
時間tで正常に機能を果たす確率である信頼度R(t)は以下の式で表せます.(＝塗りつぶしてあるところの面積)

時間とともに故障するものが増えていくため, 信頼度は時間とともに減少していきます.

信頼度が90％となる時間をB₁₀ライフ(ビーテンライフ)といいます.
B₁₀ライフは言い換えると全体の10％が故障するまでの時間のことです.

平均故障間隔(MTBF)とは

電球のような修理できない(修理することが適してない)使い捨て品は平均故障寿命MTTFで耐久性を評価しました.
一方, 電気スタンドは故障しても修理することで繰り返し使用することが可能です.
このような修理が可能なシステムや機械の耐久性の指標は平均故障間隔(MTBF)で表されます.
MTBFはMean Time Between Failure の略で, 故障から次の故障までの間隔の平均値のことです.

MTBF(時間/件)は稼働時間を故障件数で割ることで求めることができます.