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システムの信頼性評価(RASIS)

システム構成技術

システムの信頼性はRASISの5つの観点で評価するよ!MTBF・MTTR・稼働率の計算は超頻出だから必ずマスターしよう!

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システムの信頼性評価(RASIS)

簡単にいうと

システムの信頼性はRASISの5つの観点で評価するよ!MTBF・MTTR・稼働率の計算は超頻出だから必ずマスターしよう!

① RASIS(レイシス)の5要素

システムの信頼性を総合的に評価するフレームワークとして、RASISという5つの評価指標があります。それぞれの頭文字を取った略称です。

指標英語意味具体的な内容
RReliability(信頼性)故障しにくさ一定期間内にシステムが正常に動き続ける度合い。MTBFで定量化
AAvailability(可用性)使いたいときに使える度合い稼働率で定量化。高いほど「いつでも使える」
SServiceability(保守性)修復しやすさ故障が発生したときに素早く復旧できる度合い。MTTRで定量化
IIntegrity(保全性)データの正確さ・一貫性データの破損や不整合が発生しない度合い
SSecurity(安全性)不正アクセスからの保護情報漏洩やサイバー攻撃に対する防御の度合い

試験では特にR(Reliability)・A(Availability)・S(Serviceability)の3指標とその定量的な計算が頻出です。

② MTBF(平均故障間動作時間)

MTBF(Mean Time Between Failures)は、故障と故障の間にシステムが正常に稼働している時間の平均値です。「故障するまでにどれくらい持つか」を示す指標で、この値が大きいほど信頼性が高いことを意味します。

計算式は以下のとおりです。

MTBF=正常稼働時間の合計故障回数MTBF = \frac{\text{正常稼働時間の合計}}{\text{故障回数}}

③ MTTR(平均修復時間)

MTTR(Mean Time To Repair)は、故障が発生してから修復が完了するまでにかかる時間の平均値です。「壊れたときにどれくらいで直せるか」を示す指標で、この値が小さいほど保守性が高いことを意味します。

計算式は以下のとおりです。

MTTR=修復時間の合計故障回数MTTR = \frac{\text{修復時間の合計}}{\text{故障回数}}

④ 稼働率の計算

MTBFとMTTRから、システムの稼働率(Availability)を算出できます。稼働率は「全時間のうち、システムが正常に使える時間の割合」を表します。

稼働率=MTBFMTBF+MTTR稼働率 = \frac{MTBF}{MTBF + MTTR}

稼働率は0から1の値を取り、1に近いほど可用性が高いシステムです。

計算例で確認してみましょう。

あるサーバの稼働記録が以下のとおりだったとします。

  • 正常稼働時間の合計: 950時間
  • 修復時間の合計: 50時間
  • 故障回数: 5回

ステップ1: MTBFを計算します。

MTBF=9505=190MTBF = \frac{950}{5} = 190 時間

ステップ2: MTTRを計算します。

MTTR=505=10MTTR = \frac{50}{5} = 10 時間

ステップ3: 稼働率を計算します。

稼働率=190190+10=190200=0.95稼働率 = \frac{190}{190 + 10} = \frac{190}{200} = 0.95

このサーバの稼働率は0.95(95%)です。つまり、全運用時間のうち95%の時間は正常に稼働していたことになります。

別の簡便な考え方として、全体の時間が950+50=1000時間で、そのうち稼働していたのが950時間なので、9501000=0.95\frac{950}{1000}=0.95と直接計算することもできます。結果は同じですが、試験では公式を使って解くことが求められます。

具体例

MTBF・MTTR・稼働率の関係を、自動販売機で例えてみましょう。

ある自動販売機が1年間(8760時間)稼働した記録を見てみます。

  • 故障は年間4回発生
  • 故障するたびに修理に平均15時間かかった
  • 修理中は商品が買えない(使用不能)

この場合の修復時間合計は 15×4=6015 \times 4 = 60 時間、正常稼働時間は 876060=87008760 - 60 = 8700 時間です。

MTBF=87004=2175MTBF = \frac{8700}{4} = 2175 時間(約90日ごとに故障)

MTTR=604=15MTTR = \frac{60}{4} = 15 時間(平均15時間で復旧)

稼働率=21752175+15=217521900.993稼働率 = \frac{2175}{2175 + 15} = \frac{2175}{2190} \approx 0.993

稼働率は約99.3%です。1年のうち約60時間(2.5日)使えない計算ですが、99%を超えているので比較的高い可用性と言えます。

ちなみに、企業の基幹システムでは「稼働率99.999%」(ファイブナイン)が要求されることもあり、年間の停止時間はわずか約5分以内です。銀行のATMネットワークや航空管制システムでは、このレベルの可用性が当然のように求められています。

試験のポイント

  • 要は「MTBF=故障するまでの平均時間(大きいほど良い)、MTTR=修復の平均時間(小さいほど良い)
  • 稼働率=MTBF/(MTBF+MTTR)の計算が頻出」
  • RASISの5要素の名称と意味のペアも選択肢で出るのでR=信頼性、A=可用性、S=保守性、I=保全性、S=安全性を覚える

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