故障率はエンジニアリングにおける重要な考慮事項です。 これらは、システムまたはシステム内のコンポーネントの信頼性を判断するために使用されます。 故障率を計算するには、システムまたはコンポーネントを観察し、故障にかかる時間を記録する必要があります。 他の統計と同様に、データが多いほど、故障率の計算はより正確になります。 たとえば、特定のタイプのUSBケーブルの故障率を計算している場合、 1本のケーブルではなく1年に1,000本のケーブルをテストした場合、計算はより正確になります。 数日。
一定の故障率の計算
故障率を測定するには、経時的に観察できる同一のコンポーネントまたはシステムのサンプルが必要です。 たとえば、自動回路に5つの電球が接続されていて、1時間に1回、1,000時間オンとオフを切り替えることができ、次のデータが得られたとします。
- 電球1は422時間後に燃え尽きました。
- 電球2は744時間後に燃え尽きました
- 電球3は803時間後に燃え尽きました
- 電球4は678時間後に燃え尽きました
- 電球5は1000時間点灯したままでした
これにより、合計3,647時間で4つの障害が発生します。
失敗率を計算するには、失敗の数を合計時間数で割ります（4 / 3,647 = 0.0011 1時間あたりの失敗など）。
この例では、1時間あたりの故障率が非常に小さいため、ほとんど重要ではありません。 数値に1,000を掛けると、電球の購入を考えている人にとってより意味のあるものになります。これは、1,000時間あたり1.1回の失敗になります。 1年間に8,760時間あるので、3,647を8,760で割ると、年間0.41の障害、つまり5年ごとに約2つの障害が発生します。
MTBFの計算
故障率を表す別の方法は、平均故障間隔を使用することです。 MTBFは通常、商用航空機の誘導システムや乗用車のエアバッグなど、故障がまれであり、最小限に抑える必要がある高品質のシステムで使用されます。 MTBFを知っていると、メーカーはコンポーネントの検査、保守、交換の頻度を推奨できます。
MTBFを計算するには、時間数を障害数で割ります。 テストされた5つの電球の場合、故障率は3,647あたり4であり、MTFは3,647 / 4 = 909と決定されます。 したがって、MTBFは909時間です。
時間の経過とともにシステムを劣化させる
ほとんどの実際のシナリオでは、コンポーネントが故障して部品が摩耗するにつれて、時間の経過とともに障害が発生する可能性が高くなります。 たとえば、自動車のブレーキシステムは、メンテナンスなしの5年後よりも、所有の最初の年に故障する可能性が低くなります。 その結果、エンジニアは通常、コンポーネントを長期間テストし、さまざまな間隔で故障率を計算する必要があります。