産業用ネットワーク向け専門サービス

標準的なITに対して、産業用ITでは24時間365日の稼働が求められます。産業用プラントのライフサイクルは長期に及ぶため、一部のコンポーネントでは更新プログラムがもはや提供されていなかったり、認められた/リリースされたシステムへの実装が難しかったりする場合があります。たとえば、プラントメーカーによる保証がもはや提供されていなかったり、安全性の認定を更新する必要があったりします。原則として、メンテナンス作業を実施する時間帯は特に定められていませんが、稼働中に変更を加える必要が生じる場合があります。また、一人のユーザが運用プロセスを決定するのではなく自動化されたプロセスが決定します。

一般的な方法では、各用途で求められる固有の要件に基づいて産業用ネットワークのコンセプトを設計します。ネットワークプランニングの早い段階で、安全性に加えてセキュリティとデータ可用性のコンセプトもすでに盛り込まれます。比較できる既存のネットワークのコンセプトを基本にすることも可能ですが、各用途に固有の特徴があるため、包括的な標準アーキテクチャを使用することは不可能と言えるでしょう。

限られたスペースへの対応に加えて、欠陥があるコンポーネントを可能な限り速やかに交換できるようにすることが極めて重要です。また、システムやプラントを速やかに再稼働させるためには、産業バックボーンなどのアグリゲーションネットワークをプラントに直接設置することで、常にサービスパスを短くし、応答時間を抑える必要があります。  

製造プラント、集配所、充填/再充填システムの環境条件は、データセンターやオフィスの室内気候条件と大きく異なります。堅牢なコンポーネントを使用し、長年経過していてもコンポーネントの交換が可能なことが重要であることは言うまでもありません。

オフィスITと産業用ITとでは要件が大きく異なるため、明確に物理的に分離することが重要であり、現在では実際にこの方法が用いられています。産業用途では、高可用性、堅牢なデバイス、切り替え時間の高速化が極めて重要です。このため、産業オートメーション環境で使用されるプロトコルは、オフィス環境で実行されるプロトコルとは別に開発します。このような理由から、レイヤー3を使用して、産業用ネットワークを残りのエンタープライズネットワークから分離すると便利です。

産業用ネットワークに対する脅威として、オープンな通信技術（イーサネットやOPCなど）の利用に伴うリスクは、無視すべきではありません。これらの通信技術を利用することで、これまでは閉ざされていた独自のシステムが外部からの脅威にさらされることになります。多くの産業セクターで事実上オペレーティングシステムとして使用されているMicrosoft Windowsは、他のテクノロジーと比べてリスクを高める要因になります。開発の手間やデプロイおよびトレーニングに要する費用に関しては、オープンな通信技術やMicrosoft Windowsの使用によってプラント運用に多くの恩恵がもたらされる一方で、IT業界で確認されているさまざまなリスクや脅威に制御システムがさらされることになります。

また、産業環境では資産のライフサイクルが長期に及ぶことから、別の脅威も存在します。実際に、制御システムが20年以上稼働し続けることも珍しくありません。最新システムへの投資や移行は、コストがかさみ手間がかかるプロセスであるため、多くのオートメーションユーザーは、その代わりに従来のシステムを維持し、単に接続を改善するだけの方法でシステムからより多くの情報を取得しようとしているのが現状です。その結果、これまでは閉ざされていたシステムが、何の準備もなく突然オープンな企業ネットワークやインターネットに接続されることになり、前述したように、現代の通信で広く確認されているさまざまな脅威にさらされることになります。

産業用ITシステムを標的としたサイバー攻撃に対してプラント事業者が何も対策を講じない場合、環境面への損害から金銭的損失まで影響が広範囲に及ぶ可能性があります。その他にも、次のような影響が想定されます。

• プラントの可用性が低下して操業停止に追い込まれる
• データ、レシピ、知的財産、機密情報の流出 
• 産業用プラントに対する破壊行為や不正操作 
• 改ざんされたデータにより、製造プロセスが変更されて、製品やサービスに欠陥が生じる
• 競争力の低下や喪失 
• 法規制に準拠していないために発生したセキュリティインシデントに対するペナルティ

包括的なセキュリティコンセプトを実装する際に、シーメンスはお客様へのサポートとして、産業セキュリティ製品とサービスの幅広いポートフォリオを提供するだけでなく、組織にとって運用上の指針となる技術的対策に関する基本的な推奨事項もお伝えします。また、シーメンスは、産業セキュリティサービスとして、お客様の要件に厳密に対応した適切なアクションカタログのプランニングと実装をサポートする包括的なサービスを提供します。シーメンスが使用する多層防御のセキュリティコンセプトは、主にIEC 62443やISA99といった 国際標準規格に基づいており、産業環境のオートメーションで実績があります。このセキュリティコンセプトは、プラント事業者、インテグレーター、コンポーネントメーカーを対象としたもので、産業セキュリティにおいてセキュリティに関連したあらゆる側面に対応します。

ウイルススキャンソフトウェアの代替方法として、いわゆるホワイトリスト型ソフトウェアの使用をお勧めします。このようなシステムは、コンピューターでの実行が許可されたプロセスやプログラムが登録された、いわゆるポジティブリストと連携します。ユーザーまたはマルウェアが、リストに登録されていない新規プログラムのインストールを試みた場合、ソフトウェアによってこの試みが自動的に阻止されるため、損失を防ぐことができます。ウイルススキャンソフトウェアと違って、ホワイトリスト型ソフトウェアは、定期的なシグネチャーの更新が不要です。

産業用ソフトウェアプロバイダーであるシーメンスは、ユーザーへのサポートとして、提供する独自のソフトウェアがウイルススキャンソフトウェアやホワイトリスト型ソフトウェアと互換性があるかどうかをテストします。

基本的に、どのセキュリティコンセプトや方法でも、完全な保護を実現することは不可能です。保護コンセプトを適切なものにするためには、セキュリティ費用と統合ネットワークの利点、およびセキュリティ侵害の可能性やそれによってもたらされる影響をはかりにかけて、最適なバランスを見極める必要があります。その結果、製造領域ごとに異なる保護目標が設定されて、異なる方法で保護される可能性があります。シーメンスは、製造全体をとらえることで、適切な保護目標を設定するお手伝いをします。

安全に関する観点からプラントネットワークを個別に保護されたオートメーションセルにセグメント化することで、全般的にリスクが抑制されるだけでなく、セキュリティの強化につながります。これは、セキュリティコンセプトを構成する基本的要素です。 

この場合、通信および保護に関するニーズに沿って、ネットワークのセルへのセグメント化やデバイスの割り当てが行われます。そのため、通常、セキュリティコンセプトを実装する際には、最初にネットワークアーキテクチャの物理的・機能的レイアウトに沿って、プラントを論理的セキュリティセルにセグメント化します。セキュリティセルはさらに小規模なセグメントで構成することも可能ですが、切断された場合、他のプラントや機能ユニットに接続しなくても、一定期間自律的に動作することが求められます。

用途（ハイベイ倉庫、クレーンシステム、オーバーヘッドモノレールコンベヤー、無人輸送システム）によって大きく異なるため、現地調査を通じて、WLANコンポーネントの適切な配置や適切なアンテナの選択を決定することが不可欠です。

周波数帯を慎重に選択し、それに基づいて適切なチャンネルをプランニングすることです。反射も電波干渉の原因となりますが、アンテナの選択と配置を適切に行うことで、その影響を最小限に抑えることができます。組織全体で、産業環境でのWLAN対応デバイスの使用を制限するといった対策をとることが推奨されます。

用途に応じて、実行可能な複数のソリューションが想定されます。たとえば、PROFINETのようにリアルタイム処理が必要な場合は、Industrial Point Coordination Function（iPCF）を使用して周期通信を構築できます。近接産業環境の環境条件により、産業用WLANコンポーネントの使用がすでに必須の場合もあります。

一般的に推奨されている周波数はありませんが、ITとOTの周波数を明確に分離することが重要です。一般的に、2.4 GHzの周波数帯はWLANや他の無線技術で主に利用されているため、産業用途では5 GHzを利用することが望ましいと言えます。

現在、企業では、組織ごとに異なる方法でこの問題に対処しています。オートメーション関連のネットワークインフラストラクチャーについては、求められる稼働時間の理由から、メンテナンス担当者やオートメーション関連のIT部門が責任を担うことをお勧めします。ITとオートメーション間の伝達ポイントである中央ファイアウォールについては、通常、オフィスIT部門が担当しますが、双方の合意に基づいて指針をまとめる必要があります。

専門的なオートメーション運用については、ネットワークの状態をリアルタイムに監視し、パラメーターの設定、コンフィギュレーションのバックアップ、ソフトウェア更新プログラムの展開が可能な一元管理システムを導入することをお勧めします。一元管理システムは、既存の制御室だけでなく上位レベルの監視システムにも統合できる柔軟性を備えている必要があります。分析の目的では、ポートミラーリングやいわゆるTAP（BANY）などの機能が便利です。適切な分析ツールを使用してネットワークの記録を評価することができます。特に障害が発生した場合は、リモートアクセスソリューションが非常に有益であることが実証されており、移動時間を必要とせずに直ちに診断を開始できます。

社内の責任分担は、運用コンセプトによって大きく異なります。上記のような状況の場合は、オートメーション関連部門が運用に関する責任を担います。プラントの現場で実施されるメンテナンスについては、通常、オートメーション関連のIT部門がリモートでサービスを提供します。