硬件元件中会发生随机失效，例如电阻器短路或晶体管栅穿。这些失效本质上是不可避免的，随时可能不期而至，只能通过数学概率对发生这些失效的可能性进行估算。一旦检测到这些失效，就不能逆转，因为它们会对受影响的元件造成全面、不可逆转的损坏。

因此，主动管理这些风险至关重要，通常是采用冗余机制来减轻其影响。可以通过以合理的精度对硬件可靠性进行统计建模来预测适用的硬件可靠性：

• 失效率 [9]：失效率是指在 t=0 时全新、且在时间间隔 (0,t] 内未失效的条件下，时间间隔 (t, t+δt)] 内失效的条件概率与 δt 之比，当 δt→0 时的极限值（若存在）。
• FIT [9]：每 10⁹ 小时失效一次，是半导体行业的通用失效率单位
• PFH [10]：每小时发生危险失效的平均概率
• PFD [10]：按需发生危险失效的平均概率
• MTTF [9]：MTTF= (t₁+….+t_n)/n)，其中，t₁…t_n 是统计学上相同项目的无失效时间

总之，随机失效是指一种定量方法，仅与硬件元件有关，软件不会出现随机失效。[9] 中的主要浴盆曲线显示了三个阶段：

• 第 1 阶段，早期失效：例如，材料、元件或生产过程中的缺陷。
• 第 2 阶段，失效率恒定（或几乎恒定）的失效：此期间的失效是泊松分布的、并且经常突然发生。
• 第 3 阶段，耗损失效率：该阶段的失效归因于器件老化、磨损、疲劳等。

可靠性工程侧重于曲线的中间部分，也称为使用寿命。需要采用相应方法来避免早期失效，例如老化；通过限制系统使用时间可避免耗损失效。