情報処理試験を勉強していると、「バスタブ曲線って何？なんで浴槽？」と疑問に思うことがあるはずです。名前のインパクトが強い分、中身を正確に理解しないまま通り過ぎてしまう受験生も多いテーマです。
対象試験と出題頻度
バスタブ曲線は、基本情報技術者・応用情報技術者で出題されるテーマです。
OC曲線・ゴンペルツ曲線・経験曲線など他の曲線との識別問題として出題されるのが定番パターンです。
詳細をクリックして確認
基本情報技術者
応用情報技術者
★★★☆☆
ランクB（標準）覚えておくと有利
用語の定義
バスタブ曲線（Bathtub Curve）とは、一言で言うと
「機器やシステムの故障率が、使い始めてからの時間経過でどう変化するかを示した曲線」
のことです。故障率曲線とも呼ばれます。
イメージとしては、「浴槽（バスタブ）を横から見た断面の形」そのものです。
浴槽は両端が高く、底が平らです。
グラフの縦軸を故障率、横軸を経過時間にとると、使い始め（左端）は故障率が高く、安定期（底面）は低く、寿命が近づく終盤（右端）は再び高くなります。この形がバスタブに見えるため、この名前が付きました。
バスタブ曲線の基本情報
| 項目 | 内容 |
|---|---|
| 英語名 | Bathtub Curve |
| 別名 | 故障率曲線 |
| グラフの軸 | 縦軸：故障率 ／ 横軸：経過時間 |
| 3つの期間 | 初期故障期間・偶発故障期間・摩耗故障期間 |
| 分野 | 信頼性工学・品質管理 |
解説
ハードウェア機器は「いつか壊れる」ものですが、壊れやすさ（故障率）は常に一定ではありません。使い始めの時期と寿命が近い時期に故障率が高く、中間の安定期には低くなるというパターンがあります。
この傾向を可視化し、保守計画や品質管理に役立てるために考案されたのがバスタブ曲線です。
3つの故障期間
バスタブ曲線は、時間軸に沿って3つの期間に分かれます。
それぞれの原因と対策を整理すると、グラフの形状が「なぜU字型になるのか」が腑に落ちるはずです。
| 期間 | 故障率の推移 | 主な原因 | 対策 |
|---|---|---|---|
| 初期故障期間 | 高→低（減少） | 設計ミス・製造不良・使用環境との不適合 | 出荷前のバーンイン（試運転）・エージング試験で不良品をふるい落とす |
| 偶発故障期間 | ほぼ一定（低水準） | 予測困難な偶発的要因（落雷・静電気・使用条件の瞬間的変動など） | 予備部品の確保・フォールトトレラント設計による冗長化 |
| 摩耗故障期間 | 低→高（増加） | 部品の経年劣化・摩耗・疲労 | 定期的な部品交換・予防保全 |
図解：バスタブ曲線のグラフ
以下は、3つの期間と故障率の関係をグラフで表したものです。
バスタブ曲線（故障率曲線）
▲ 両端が高く中央が低い形が浴槽（バスタブ）に見えることが名前の由来
紛らわしい曲線との違い
IPA試験では、バスタブ曲線の選択肢に他の曲線の説明が混ぜられます。以下の4つを区別できれば十分です。
| 曲線の名称 | 何を表すか | グラフの形状 |
|---|---|---|
| バスタブ曲線 | 機器の故障率の時間変化 | U字型（浴槽型） |
| OC曲線 | 抜取り検査でロットの不良率と合格率の関係 | 右下がりのS字（不良率↑ → 合格率↓） |
| ゴンペルツ曲線 | ソフトウェアテストのバグ累積数の推移 | S字型（増加率が徐々に鈍化し上限に漸近） |
| 経験曲線 | 累積生産量が増えると単位コストが下がる経験則 | 右下がり（累積生産量↑ → コスト↓） |
では、この用語が試験でどのように出題されるか見ていきましょう。
バスタブ曲線の核心を3行で
・縦軸＝故障率、横軸＝経過時間のグラフで、形がバスタブ（浴槽）に似ている
・初期故障期間（高→低）→ 偶発故障期間（ほぼ一定）→ 摩耗故障期間（低→高）の3段階
・OC曲線・ゴンペルツ曲線・経験曲線との区別がカギ
試験ではこう出る！
バスタブ曲線は、FE・APの午前問題で繰り返し出題されています。出題形式は「曲線の説明を選べ」が大半です。
過去問での出題実績
| 試験回 | 出題内容 | 問われたポイント |
|---|---|---|
| FE R5免除 問58 |
バスタブ曲線を説明したものを4つの選択肢から選ぶ | ・「使用初期は故障が多く、一定に落ち着き、再び増加する」が正解 ・OC曲線、信頼度曲線、経験曲線がひっかけ |
| AP H25春 午前 問74 |
上記FE R5問58と同一構成の問題（流用） | ・FEとAPで同じ問題が出回る典型例 ・選択肢の文言もほぼ同一 |
| AP H28秋 午前 問75 |
故障率曲線の「偶発故障期間」に実施すべき対策を選ぶ | ・「予備部品を用意しておく」が正解 ・初期故障期間の対策（試運転）と摩耗故障期間の対策（部品交換）がひっかけ |
| ST R6春 午前Ⅱ 問18 |
偶発故障期間の特徴を説明したものを選ぶ | ・「故障率は時間の経過によらずほぼ一定」が正解 ・高度試験でも同じ論点が問われた |
IPA試験での出題パターン
パターン1：「バスタブ曲線の説明を選べ」
4つの曲線の説明が並び、バスタブ曲線に該当するものを選ぶ形式。ひっかけとして「ロットの不良率と合格率」（OC曲線）、「累積バグ数の漸近」（ゴンペルツ曲線）、「累積生産量とコスト」（経験曲線）の説明が紛れ込む。「故障率」「初期→一定→再増加」のキーワードで見抜く。
パターン2：「特定の期間の特徴や対策を選べ」
AP H28秋やST R6春のように、3つの期間のうち1つを指定して「その期間で行うべき対策」や「その期間の特徴」を問う形式。各期間の原因と対策をセットで覚えておくことがカギになる。
試験ではここまででOKです。故障率の数式（ワイブル分布など）まで問われることはFE・APではないので、深追いは不要です。
【確認テスト】理解度チェック
ここまでの内容を理解できたか、簡単なクイズで確認してみましょう。
Q. バスタブ曲線（故障率曲線）の説明として、最も適切なものはどれでしょうか？
- A. 横軸に時間、縦軸に故障率をとると、使用初期は故障率が高く、徐々に低下して一定に落ち着いた後、時間の経過とともに再び上昇する。
- B. 横軸にロットの不良率、縦軸にロットの合格率をとると、不良率が高くなるほど合格率が下がる関係を表す。
- C. 横軸にテスト時間、縦軸に累積バグ数をとると、時間経過とともに増加率が鈍化し、ある値に漸近していく。
正解と解説を見る
正解：A
解説：
バスタブ曲線は、機器の故障率が時間経過でどう変わるかを示したグラフです。初期故障期間（高→低）→偶発故障期間（一定）→摩耗故障期間（低→高）の3段階を経るため、U字型（浴槽型）の形状になります。
選択肢BはOC曲線（検査特性曲線）の説明です。OC曲線は抜取り検査における品質判定に使うものであり、機器の故障率とは無関係です。選択肢Cはゴンペルツ曲線（信頼度成長曲線）の説明です。こちらはソフトウェアテストの進捗管理に使われるもので、ハードウェアの故障率を表すものではありません。
よくある質問（FAQ）
Q. バスタブ曲線はソフトウェアにも当てはまりますか？
基本的にはハードウェア機器のライフサイクルを対象としたモデルです。ソフトウェアには物理的な摩耗がないため、バスタブ曲線はそのまま適用できません。ソフトウェアの障害累積にはゴンペルツ曲線やロジスティック曲線が使われます。IPA試験でもバスタブ曲線は「ハードウェアの故障率」として扱われるため、ソフトウェアと混同しないよう注意してください。
Q. 「バーンイン」とは何ですか？
バーンイン（Burn-in）は、製品を出荷する前にあえて一定時間稼働させ、初期不良品を事前にふるい落とす工程です。初期故障期間の故障率が高い段階を工場内で消化してしまうことで、ユーザーの手元に届いた時点では安定期（偶発故障期間）に入った状態にする狙いがあります。半導体やサーバ機器の品質管理で広く採用されています。
Q. MTBFとバスタブ曲線はどう関係しますか？
MTBF（平均故障間隔）は「故障と故障の間の平均稼働時間」を表す指標です。バスタブ曲線の偶発故障期間では故障率がほぼ一定であるため、この区間のMTBFは安定した値をとります。一方、初期故障期間や摩耗故障期間では故障率が変動するため、MTBFの値も一定にはなりません。つまり、カタログに記載されるMTBFの数値は主に偶発故障期間を前提とした値だと理解しておくのが実務的にも正確です。
Q. 実務ではバスタブ曲線をどう活用しますか？
サーバやネットワーク機器の保守計画策定に活用されます。導入直後は初期故障に備えてベンダーサポートを手厚く確保し、安定期に入ったらコストを抑えた定常監視に移行し、耐用年数が近づいたらリプレース計画を立てる――この判断のベースになるのがバスタブ曲線の考え方です。クラウド環境でもハードウェアの物理故障は発生するため、クラウドプロバイダー側のインフラ管理でこの概念は使われ続けています。
