Die mittlere Zeit bis zum Ausfall oder MTTF ist eine Kennzahl, die die durchschnittliche Zeitspanne zwischen irreparablen Ausfällen für eine bestimmte technologische Anlage wie ein Gerät, ein System oder eine Anwendung misst.
Die MTTF kann Ihnen helfen, die durchschnittliche Lebensdauer eines Produkts, Systems oder Geräts zu verstehen, einschließlich CPUs, Festplatten, IoT-Geräten oder Netzwerk-Switches. Die Kennzahl wird auch verwendet, um die Performance eines alten und eines neuen Systems miteinander zu vergleichen, die erwartete Lebensdauer von Systemen zu bestimmen und Wartungsmaßnahmen zu planen.
Die MTTF zeichnet nur einen Ausfall pro Anlage auf und misst den Mittelwert über einen langen Zeitraum für viele Anlagen. Durch das Erhöhen der Anzahl der beobachteten Anlagen wird die Genauigkeit der MTTF erhöht.
MTBF versus MTTF: Welche Kennzahl sollte verwendet werden?
Sowohl MTTF als auch MTBF (Mean Time Between Failures) messen die Zeit, um Ihnen dabei zu helfen, die Performance einer Anlage zu bewerten. Sie werden allerdings für unterschiedliche Arten von Anlagen eingesetzt.
MTBF versus MTTF: Wichtige Unterschiede
Die MTTF ist die durchschnittliche Zeit bis zum ersten und einzigen Ausfall einer Anlage, und sie gilt nur für Anlagen, die bei einem Ausfall ersetzt werden müssen. In diesem Fall ist das Ersetzen der Anlage die einzige Möglichkeit, das Problem zu beheben; sobald die MTTF erreicht ist, hat die Anlage ihre maximale Betriebszeit erreicht.
Die MTBF hingegen ist die durchschnittliche Zeit, die es dauert, bis eine Anlage das erste Mal ausfällt, d. h. sie gilt für Anlagen, die repariert werden können. Da das System reparabel ist, kann es erneut ausfallen, wobei die MTBF die durchschnittliche Zeit zwischen den einzelnen Ausfällen darstellt.
Der Hauptunterschied zwischen MTTF und MTBF besteht also darin, dass bei der MTTF das Problem nur durch den Austausch der Anlage behoben werden kann. Bei der MTBF kann das Problem durch eine Reparatur der Anlage behoben werden.
Wann die MTBF anzuwenden ist
Betriebs- und Zuverlässigkeitsteams können die MTBF nutzen, um die Performance von Geräten und Systemen zu bewerten. Durch das Vergleichen der Performance ähnlicher Geräte, die unter ähnlichen Bedingungen betrieben werden, können sie Ausfälle bewerten und Pläne für die vorbeugende Wartung erstellen.
Darüber hinaus wird die MTBF häufig zur Überwachung des Fortschritts von Zuverlässigkeitsprogrammen verwendet. Eine steigende MTBF ist ein Zeichen dafür, dass die Zuverlässigkeit von Systemen und Geräten zunimmt.
So wird die MTTF berechnet: Schritt-für-Schritt-Formel
Die MTTF wird berechnet, indem die Gesamtlebensdauer aller zu bewertenden Geräte addiert und durch die Anzahl der Geräte geteilt wird. So sieht die entsprechende Formel aus:
MTTF = Gesamtlebensdauer aller Geräte / Gesamtzahl der Geräte
Bestimmen Sie zunächst die Gesamtzahl der Geräte und dann die Lebensdauer der einzelnen Geräte. Nehmen wir zum Beispiel an, Sie haben drei ähnliche Festplatten in einer RAID-Konfiguration und die Lebensdauer jeder Festplatte beträgt drei, vier bzw. fünf Jahre.
In diesem Fall gilt:
- Gesamtzahl Geräte = 3
- Betriebsstunden insgesamt = (3 + 4 + 5) = 12 Jahre
- MTTF = 12 / 3 = 4 Jahre
Welche Tools brauchen Sie, um die MTTF zu überwachen?
Software-Tools werden häufig zur Messung von MTTF und anderen Zuverlässigkeitskennzahlen verwendet.
Diese Überwachungsanwendungen sowie Kennzahlen, Protokolle und Tracing – die Säulen der Beobachtbarkeit – helfen Teams, Probleme in Systemen und Komponenten, die zu Ausfällen führen können, schneller zu erkennen. Es sind mehrere Open-Source- und kommerzielle Tools verfügbar, darunter Prometheus, Datadog, Splunk und OpenTelemetry.
Automatisierte Workflows können Teams auch dabei helfen, Probleme schneller zu erkennen, anzugehen und zu beheben. Mithilfe von Automatisierung können die richtigen Teams auf ein Problem aufmerksam gemacht, das Problem und der Prozess der Problembehebung kann dokumentiert und Ersatzteile können bestellt werden.
Was ist eine gute MTTF?
Die MTTF ist besonders wichtig, wenn ein System oder eine Komponente für den Betrieb Ihres Unternehmens unerlässlich ist. Je länger die MTTF, desto besser. Eine kurze MTTF bedeutet, dass Ihr System anfälliger für Ausfälle und Ausfallzeiten ist, was sich auf die Anwendungs- und Servicebereitstellung, die Kundenzufriedenheit und den Umsatz auswirken kann.
So können Sie die MTTF für mehr Zuverlässigkeit steigern
Eine gute MTTF-Schätzung kann dazu beitragen, die Systemzuverlässigkeit drastisch zu verbessern. Wenn Sie wissen, wann eine Ressource auszufallen droht, können Sie sie ersetzen, bevor der Ausfall eintritt. Einige andere Möglichkeiten zur Steigerung der MTTF für mehr Zuverlässigkeit sind:
- Proaktive Wartung: Halten Sie Ersatzteile und Ausrüstungsgegenstände bereit, damit Teams diese sofort austauschen können. Erhalten Sie den guten Zustand von Anlagen und Geräten mit einem ausgearbeiteten Austauschplan und kontinuierlicher Überprüfung und Verbesserung der vorbeugenden Wartungsprozesse.
- Dokumentation: Wenn Probleme auftreten, dokumentieren Sie die Ursache, die Identifizierungsmaßnahmen und alle Behebungsmaßnahmen, die ergriffen wurden, um ein erneutes Auftreten zu verhindern.
- Einführung von Redundanz: Optimieren Sie die Hardware-Redundanz durch den Einsatz von RAID, redundanten Switches und anderen Technologien zum Verringern der Auswirkungen von Ausfällen.
MTTF-Berechnungsbeispiele
Sehen wir uns Beispiele für eine niedrige, durchschnittliche und hohe MTTF für verschiedene Arten von Geräten an, die jeweils eine erwartete Lebensdauer von 20.000 Stunden oder weniger haben.
Hohe MTTF
Gerät 1 hat eine Lebensdauer von 15.000 Stunden, Gerät 2 hat eine Lebensdauer von 19.000 Stunden, Gerät 3 hat eine Lebensdauer von 18.000 Stunden und Gerät 4 hat eine Lebensdauer von 20.000 Stunden.
Gesamtzahl Geräte = 4
Betriebsstunden insgesamt = (15.000 + 19.000 + 18.000 + 20.000) = 72.000 Stunden
MTTF = 72.000 / 4 = 18.000 Stunden
Durchschnittliche MTTF
Gerät 1 hat eine Lebensdauer von 9.000 Stunden, Gerät 2 hat eine Lebensdauer von 11.000 Stunden, Gerät 3 hat eine Lebensdauer von 15.000 Stunden und Gerät 4 hat eine Lebensdauer von 19.000 Stunden.
Gesamtzahl Geräte = 4
Betriebsstunden insgesamt = (9.000 + 11.000 + 15.000 + 19.000) = 54.000 Stunden
MTTF = 54.000 / 4 = 13.500 Stunden
Niedrige MTTF
Gerät 1 hat eine Lebensdauer von 10.000 Stunden, Gerät 2 hat eine Lebensdauer von 11.000 Stunden, Gerät 3 hat eine Lebensdauer von 8.000 Stunden und Gerät 4 hat eine Lebensdauer von 9.000 Stunden.
Gesamtzahl Geräte = 4
Betriebsstunden insgesamt = (10.000 + 11.000 + 8.000 + 9.000) = 38.000 Stunden
MTTF = 38.000 / 4 = 9.500 Stunden
Wer sollte die MTTF verwenden und wann?
Die MTTF ist eine nützliche Zuverlässigkeitskennzahl in verschiedenen Technologiebereichen, einschließlich Cybersicherheit, Incident Response und DevOps.
So wird die MTTF in der Cybersicherheit verwendet
Ein Cybersicherheitsereignis kann sich auf alles beziehen, was vom normalen Systemverhalten abweicht, z. B. eine verdächtige E-Mail oder ein Software-Download. Das Ereignis kann harmlos sein, aber es hat auch das Potenzial, das System zu gefährden. Im Bereich der Cybersicherheit würde die MTTF zeigen, dass Sicherheitsmechanismen einen Angriff nicht verhindert haben.
Verwendung der MTTF bei der Reaktion auf Vorfälle (Incident Response)
Die Incident Response wird von IT-Fachleuten genutzt, um auf Sicherheitsvorfälle zu reagieren, z. B. auf einen erfolgreichen Cyberangriff.
Die MTTF bei der Reaktion auf Vorfälle gibt an, wie lange das infizierte System laufen kann, bis es herunterfährt. So weiß das Team, wie viel Zeit es hat, um ein Failover durchzuführen oder zusätzliche Sicherheitsmaßnahmen zu treffen, um weitere Verluste oder Schäden zu verhindern.
So können Sie die MTTF bei DevOps verwenden
Das Verfolgen der MTTF bei DevOps kann Teams helfen, die Zuverlässigkeit eines Systems oder einer Anwendungsbereitstellung zu verstehen. Die MTTF kann zum Beispiel die durchschnittliche Zeit zwischen der Erkennung eines Fehlers in einem System oder einer Anwendung und dem vollständigen Ausfall angeben, was DevOps-Teams bei der Vorbereitung auf Systemausfälle helfen kann.
Die Berechnung der MTTF und von anderen Zuverlässigkeitskennzahlen für Cybersicherheit, Incident Response und DevOps erfordert große Mengen an Echtzeit- und historischen Daten. Beobachtbarkeits- und Überwachungs-Tools benötigen ultraschnellen, hochleistungsfähigen Storage, um komplexe Abfragen zu unterstützen und Daten in Echtzeit zu verarbeiten.
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