「止まらないシステム」を数値で表すのが稼働率です。計算そのものは難しくありませんが、設問で差がつくのはどこからどこまでを数えるか——サービス時間の定義と、直列か並列かの読み取りです。
先に押さえる
稼働率は「使えるはずだった時間のうち、実際に使えた割合」です。分母は合意したサービス時間であって24時間ではありません。計画停止(あらかじめ合意した保守の時間)は分母から除くのが普通で、ここを24時間で計算すると答えがずれます。まず何時から何時までが約束の範囲かを問題文から拾います。
直列と並列で、掛け方が変わる
直列(どれか1つ落ちれば止まる)
- 経路上のすべてを通らないと使えない構成
- 全体の稼働率は各稼働率の掛け算
- つなぐほど下がる(0.99×0.99=0.9801)
並列(どれかが生きていれば動く)
- 二重化して、片方が落ちても継続する構成
- 全体が止まるのは両方同時に落ちたときだけ
- 足すほど上がる(同時故障の確率だけが残る)
だから構成図を見たら、まず「1つ落ちたら止まるか、続くか」を機器ごとに判定します。二重化してあっても、その手前に1台しかない機器があれば、そこが全体を決めます。
つまずきポイント
二重化しても、切り替わるまでの時間や切替えの失敗があります。「並列だから止まらない」ではなく、切替えに要する時間は停止として数えるのが実際です。また両系が同じ原因で落ちる(同じ電源、同じ場所、同じ不具合)なら、並列にした意味が薄くなります。設問はこの共通要因を突いてきます。
平均故障間隔と平均復旧時間
1稼働率は「動いていた時間の割合」
平均故障間隔壊れずに動き続ける平均の長さ(信頼性)
↓この2つの比で決まる
平均復旧時間壊れてから直るまでの平均の長さ(保守性)
↓稼働率 = 動いていた時間 ÷(動いていた時間+止まっていた時間)
上げ方は2通り壊れにくくする/早く直す後者の方が安く効くことが多い
設問で「稼働率を上げる案を挙げよ」と問われたら、壊れにくくする(二重化・部品の更新)と早く直す(予備機の常備・監視で早く気づく・手順の整備)の両方向から書けます。費用対効果では後者が効く場面が多く、そこを書けると強くなります。
見抜きどころ
計算そのものより、「その数字は何を分母にしたか」が問われます。サービス時間・計画停止・障害の回数と時間が問題文の表に書かれているので、表のどの行を使うかで答えが決まります。もう1つの定番は単一障害点の指摘で、構成図の中で1台しかない機器を見つけて名指しできるかが得点になります。