平均故障間隔 (MTBF) は寿命の指標になりますか?

Question

MTBF (平均故障間隔) を使用して、コンピューターのハードウェア (CPU クーラー、電源、ケースファンなど) がいつ故障して交換が必要になるかを判断することができるかどうか知っている人はいますか? それとも、3 年または 4 年経過しても無視できる信頼性の低い統計値なのでしょうか?

私のケースファンとファンが付いている他のものはすべて正常に動作しており、約 1 年間動作しています。MTBF がどうなっているかを見て、それらの寿命が心配です。

たとえば、ベンダーの Web サイトにアクセスして、ケースに装着されているケースファンを確認したところ、MTBF は 30,000 時間以上と表示されていました。これは、3 年以上持続し、3 年または 4 年が経過すると故障して交換しなければならないという意味ですか?

また、どのようなタイプのハードウェアでも、MTBF が高いほど寿命が長くなるのでしょうか?

Answer 1

MTBF は予測には役立たないというアドバイスはすべて真実です。しかし、それが役立たないことを知っている人が考えるよりも、実際にはあまり役に立ちません。

平均寿命

人生のさまざまな段階で起こるさまざまな失敗

wrecclesham の回答にある「バスタブ曲線」のグラフは概念図です。実際には、両端の比率は少し異なります。たとえば、製造業者が高品質の部品を使用し、製造品質管理が適切であれば、乳児死亡率は非常に低くなります。

製品寿命のさまざまな段階での故障は、主にさまざまな理由によるものです。初期故障期間中、製品は欠陥のある部品や製造上の欠陥のために故障します。早期に故障しない場合は、「消耗」期間を経ます。毎年、ランダムな理由で少数のユニットが故障します。寿命の終わりまでに、部品が摩耗し、故障が発生します。これは、コンポーネントがそれほどの使用を想定して製造されたためです。

製造品質の大きな違いは、ある程度、あらゆる段階での故障に影響する可能性があります。非常に安価に製造された製品は、安価な部品が使用され、製造精度が低く、一般的に品質管理にほとんど注意が払われていない可能性があります。高級製品は、あらゆる点でその逆である可能性があります。

同じクラスの製品であれば、製造品質に大きな違いはないかもしれません。たとえば、メーカーは、通常の耐用年数ではあるが許容範囲が広い部品のロットを受け取る場合があります。初期故障率は高いかもしれませんが、その理由で故障しなければ、耐用年数は同じになります。

古い部品の寿命

寿命は、実際にはあなたが考えていることと逆の働きをします。平均的なユニットの寿命には、初期故障と偶発的消耗故障が含まれます。古いデバイスは、これらの原因のいずれによっても故障していません。そのため、古いデバイスだけのプールは、すべて新しいデバイスのプールよりも平均総寿命が長くなります。

デバイスの寿命が長いほど、その品質のおかげで長持ちしている可能性が高くなります。最も完璧なコンポーネントが使用され、最高の精度で製造され、最高の取り扱いとケアを受けた、幸運な数少ないユニットの 1 つです。まだ機能している古い部品がある場合、平均的なユニットの寿命がそれだけであるため、一時的に故障することは予想されません。古い部品の寿命は平均的なユニットよりも長くなります (ただし、それでも特定のユニットがどれだけ長持ちするかについては何もわかりません)。

平均故障間隔

それは何なのか

「MTBF」という用語は、いくつかの意味で使用されます。「平均故障間隔」は、修復可能なシステムの予想されるシステム稼働時間または可用性の尺度として使用されます。「平均故障間隔」は、修復可能かどうかわからないデバイスに適用されますが、多くの場合、耐用年数の終了イベントに関連付けられます。これが、ここで適用される意味です。

この測定方法の名称「平均故障時間」は、非常に誤解を招きやすいものです。通常、実際にはそうではありません。この定義は、ユニットを故障するまで一定量稼働させ、その時間の平均を取ることで測定します。予想寿命が何年もかかる製品の場合、これは非現実的です。製品が永遠にテスト中であるため、市場に出ることはありません。

この数値は別の方法で算出されます。類似モデルの偽の数値から単純に推定したのではない場合は、「MTBF」を測定するためによく使用される方法は、比較的短時間に多数のユニットをテストすることです。テスト時間の合計 (テスト期間 x テスト ユニット数) を、その時間内の故障数で割ります (故障しても、通常はユニットごとに時計を停止しません)。

実際に何を測定しているのか

この期間に発生する故障は、初期故障と寿命初期の偶発故障です。知りたいのは寿命末期の故障にまで至ることはありません。寿命の早い段階で故障するユニットはごくわずかです。これらの統計から寿命末期までの時間を推定したり導き出したりすることはできません。これらの統計からは寿命について何もわかりません。せいぜい、あるアイテムを別のアイテムと比較するための大まかな相対的尺度にすぎません。

MTBF の基準となるイベントを見ると、摩耗故障は品質に関係なく、どの製品でも発生するランダムなイベントです。品質が大幅に高い製品は、部品の摩耗に時間がかかるため、寿命が長くなりますが、それ以前のランダム故障はそれほど変わらない可能性があります。

したがって、MTBF の違いは、主に初期故障率の違いを反映している傾向があり、寿命の違いを反映しているわけではありません。前述のように、これは製造品質の違いを反映している可能性があり、寿命の違いにつながる可能性があります。ただし、高品質デバイスであっても、メーカーが 1 つのコンポーネントの不良品を受け取ったというケースもあります。デバイスに不良コンポーネントが含まれていない場合、平均的なユニットよりも寿命がはるかに長くなる可能性があります。

MTBF には実用的な価値がありますか?

2つの製品から選択する場合、両方のMTBFが同じ方法で推定され（同じメーカーの2つの異なるモデル）、一方の製品が大幅に改善MTBF は、一般的に品質が良いことの証であり、ある程度長持ちすると期待できます。他の条件が同じであれば、MTBF がより良いものを選択するのが安全です。

MTBFの数値が近い場合、小さな違い単なる統計的なノイズであり、何も教えてくれません。

Answer 2

残念ながら、そうではありません。

コンポーネントのMTBF（平均故障間隔）評価は、その通りそれは単に平均値の尺度なので、製品がいつ失敗するかを示すものである（つまり平均) 障害が発生する前に使用できる時間。

MTBF 評価では、個々のコンポーネントの一部が平均を大幅に上回り、他のコンポーネントが非常に早く故障する可能性がある (「初期故障率」とも呼ばれる) という事実が考慮され、このすべての情報が単純な平均にまとめられます。

実際には、問題となる製品の種類に応じて、故障率は大きく異なります。