JP2023068023A - コントローラシステム - Google Patents
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Abstract
Description
る。
て回答するだけで、必要な設定を反映できる。
まず、本実施の形態に従うコントローラシステム1の構成について説明する。
、セーフティ制御に係るI/O処理を担当する。
次に、本実施の形態に従うコントローラシステム1を構成する各ユニットのハードウェア構成例について説明する。
図2は、本実施の形態に従うコントローラシステム1を構成する制御ユニット100のハードウェア構成例を示す模式図である。図2を参照して、制御ユニット100は、主たるコンポーネントとして、CPU(Central Processing Unit)やGPU(Graphical Processing Unit)などのプロセッサ102と、チップセット104と、主記憶装置106と、二次記憶装置108と、通信コントローラ110と、USB(Universal Serial Bus)コントローラ112と、メモリカードインターフェイス114と、ネットワークコントローラ116,118,120と、内部バスコントローラ122と、インジケータ124と、スピーカ126とを含む。
図3は、本実施の形態に従うコントローラシステム1を構成するセキュリティユニット200のハードウェア構成例を示す模式図である。図3を参照して、セキュリティユニット200は、主たるコンポーネントとして、CPUやGPUなどのプロセッサ202と、チップセット204と、主記憶装置206と、二次記憶装置208と、通信コントローラ210と、USBコントローラ212と、メモリカードインターフェイス214と、ネットワークコントローラ216,218と、インジケータ224とを含む。
あり、ユニット表面に配置された1または複数のLEDなどで構成される。
図4は、本実施の形態に従うコントローラシステム1を構成するセーフティユニット300のハードウェア構成例を示す模式図である。図4を参照して、セーフティユニット300は、主たるコンポーネントとして、CPUやGPUなどのプロセッサ302と、チップセット304と、主記憶装置306と、二次記憶装置308と、メモリカードインターフェイス314と、内部バスコントローラ322と、インジケータ324とを含む。
次に、本実施の形態に従うコントローラシステム1を含む制御システム10の典型例に
ついて説明する。図5は、本実施の形態に従うコントローラシステム1を含む制御システム10の典型例を示す模式図である。
続されているとする。
本実施の形態に従うコントローラシステム1は、設備や機械を正常運転することを妨げる任意のセキュリティ脅威を検知し、必要な対策を実行可能になっている。
ップS4)。
セキュリティ脅威1次対応の「継続」は、不正侵入が検知される直前と同様に稼働を続行することを意味する。但し、セキュリティ脅威をアラームなどで通知することにより、さらなる対応を迅速に取れる状態としておくのが好ましい。
して必要な処理を行う(現場対応)(ステップS5)とともに、IT部門の作業者は、発生したセキュリティ脅威に対する脅威解析およびその対策などを行う(ステップS6)。さらに、インシデントレポートが作成され(ステップS9)、その作成されたインシデントレポートの内容に基づいて、脅威分析(ステップS1)およびセキュリティ機能設計(ステップS2)などが再度実行される。
次に、図6に示されるセキュリティ脅威1次対応(ステップS4)について説明する。
まず、制御システム10に生じる不正侵入(セキュリティ脅威)の検知およびそれに応じたセキュリティ脅威1次対応の一例について説明する。
上述の図7においては、コンベア上のワークに対して任意の物理的作用を与えることが可能なロボットが配置されたラインを制御対象とする制御システム10において、SCADA装置から攻撃を受けた場合のセキュリティ脅威1次対応について例示した。しかしながら、セキュリティ脅威1次対応は、少なくとも、制御対象に含まれる設備や機械、および、インシデント特性に応じて、対応内容を異ならせることが好ましい。
例えば、NC(Numerical Control)などによるワークの加工機に対して、加工データ
(仕上がり形状などを規定したデータ)が改ざんされたような場合を想定する。この場合、加工機および加工機の周辺設備の制御に関しては、セキュリティ脅威1次対応として停止が採用され、人の安全が優先されることになる。
例えば、缶や瓶などへの液体の充填機(ボトリングマシーン)に対するDDoS(Distributed Denial of Service)攻撃を想定する。通常、充填機は高速に充填動作を行って
いるので、急停止させることは、設備に対するダメージおよび充填中の缶または瓶の後処理といった面で問題が生じ得る。一方で、DDoS攻撃は、外部との通信が影響を受けるだけであり、充填機自体を動作させることは可能である場合が多い。そのため、充填機は正常運転または縮退運転(例えば、搬送速度を緩やかに低下させる)といったセキュリティ脅威1次対応がとられる。
次に、図6に示されるインシデント対応(ステップS8)について説明する。
・改ざん前のロジック(良否判定ロジックあるいは制御ロジック)をバックアップして
おき、自動的にリストアする(自動的にリストアすることで、エンドユーザが定期的にバックアップをとらなくてもよく、また、安全と判断できる過去のバックアップがどれなのかを特定できる)
・リスクが存在し得る工程の生産を停止する一方で、その他の脅威がない工程については生産を継続する(仕掛品が増加するが、全工程を止める必要はない)
・既に生産された製品の良否判定結果も疑わしいので、正規の倉庫へ保管するのではなく、再度検査を行うことで、そのまま市場へ流通させない(再検査用のラインへ流すようにしてもよいし、人手で再検査してもよい)
上述したように本実施の形態においては、検知された不正侵入(セキュリティ脅威)のインシデント特性を利用できるので、例えば、製品の良否判定が適切に実行されていることが保証できれば、生産ラインを全停止する必要はない。また、再検査の対象となる商品を絞り込むことができれば、全品回収などの被害拡大を回避できる。
上述したように、本実施の形態に従うコントローラシステム1においては、セキュリティユニット200が不正侵入(セキュリティ脅威)を検知すると、その検知された不正侵入(セキュリティ脅威)のインシデント特性を制御ユニット100などに通知する(図7など参照)。制御ユニット100およびセーフティユニット300においては、インシデント特性に基づいて、セキュリティ脅威に対する適切な範囲および内容の対応が可能となる(図6のステップS4およびS8)。
一部のみ稼働)、性能縮小(性能低下)、機能制限などの、限定的ながら稼働を続行することを意味する。「停止」は、安全に、対象の設備や機械あるいはコントローラシステム1の動作を止めることを意味する。なお、図10および図11においても同様である。
図9~図11に示すように、本実施の形態に従うコントローラシステム1においては、セキュリティユニット200から出力されるインシデント特性に応じて、設備毎および/または状態毎に必要な対応を動的に決定できる。このような対応の内容を動的に決定することで、設備や機械の運転を継続することによる生産性の維持と、セキュリティに対する対処とを柔軟に実行できる。なお、図9~図11には、標準制御に関する制御動作を例示するが、セーフティ制御についても同様の制御動作を定義できる。
(1)設備制御の縮退
設備制御の縮退は、範囲、機能、生産性などの面において制限を受けた状態で運転することを意味する。
情報通信の縮退は、範囲、方向、帯域、QoS(Quality of Service)、データなどの面において制限を受けた状態で運転することを意味する。
次に、上述したようなコントローラシステム1における不正侵入の検知時の処理を設定するためのユーザインターフェイスの一例について説明する。図5に示すように、サポート装置600がコントローラシステム1に対する設定を行う。
図13は、本実施の形態に従うコントローラシステム1に接続されるサポート装置600のハードウェア構成例を示す模式図である。サポート装置600は、一例として、汎用的なアーキテクチャに従うハードウェア(例えば、汎用パソコン)を用いて実現される。
図14~図17は、本実施の形態に従うコントローラシステム1に対する不正侵入検知時の対処を設定するためのユーザインターフェイス画面の一例を示す模式図である。図14~図17には、一例として、不正侵入通知イベントタスクとして制御ユニット100に設定される場合の設定手順の一例を示す。なお、図14~図17に示すユーザインターフェイス画面は、典型的には、サポート装置600のプロセッサ602がサポートプログラム6104を実行することで実現される。
に指定できる。さらに、カラム676において、周期/実行条件として、「不正侵入検知」が指定される。「不正侵入検知」が指定されることで、セキュリティユニット200からインシデント特性が通知されたことをイベントとして実行されることが規定される。
キュリティユニット200により不正侵入が検知されたときに制御ユニット100により実行されるプログラムの指定を受け付ける。
し、「縮退処理A」として登録されたプログラムを入力欄684に設定することで、セキュリティユニット200からのインシデント特性の通知を条件に、「縮退処理A」のプログラムがイベント実行されるようになる。
次に、本実施の形態に従うコントローラシステムにおけるインシデント特性に応じた設備別の制御動作および状態別の制御動作の設定を支援するための機能について説明する。
もよい。
図20は、本実施の形態に従うコントローラシステムにおける制御動作を設定する別の処理手順を説明するための図である。図20を参照して、サポート装置600は、類型を決定するための判定モデル634を有している。判定モデル634は、対象の設備の特性や仕様などを決定するための1または複数の質問項目を含む。
0は、類型を決定するための質問項目群636を有している。質問項目群636は、対象の設備の特性や仕様などを決定するための1または複数の質問項目を含む。
上述したように、セキュリティユニット200は不正侵入を検知すると、検知した不正侵入に対応するインシデント特性を制御ユニット100およびセーフティユニット300へ通知する。制御ユニット100および/またはセーフティユニット300は、セキュリティユニット200からのインシデント特性に応じて制御動作を適宜変更することができる。
ステム1全体として、適切なセキュリティレベルを維持しつつ、柔軟な生産を実現できる。
通常、セキュリティ事象は目に見えないので、特に、OT部門の作業者にとってみれば、現在どのようなステータスであるのかを把握することが難しい。そのため、本実施の形態に従うコントローラシステム1は、セキュリティ情報を可視化するとともに、不正侵入が検知されたときなどのユーザ支援を提供する。
セキュリティユニット200が何らかの不正侵入を検知した場合には、セキュリティユニット200の表面に配置されたインジケータ224、制御ユニット100の表面に配置されたインジケータ124、HMI800のインジケータ824(いずれも図5参照)などを用いて、ユーザに通知を行うようにしてもよい。この場合、不正侵入の検知前後で、点灯色変更、点灯開始、点滅開始などの任意の表示態様の変化を利用すればよい。さらに、表示だけではなく、音や音声メッセージなどを用いてもよい。
図26は、本実施の形態に従うコントローラシステムに採用されるスピーカの動作例を示す模式図である。図26に示す例では、セキュリティユニット200のスピーカ226から、セキュリティリスクに応じた音声あるいは音声メッセージが出力される。
セキュリティユニット200での不正侵入検知の結果などは、セキュリティユニット200のセキュリティ情報260として保存されてもよい(図5など参照)。さらに、必要なログは、コントローラシステム1の内部あるいはコントローラシステム1の外部に配置されたデータベースに適宜格納するようにしてもよい。
上述のログと同様に、セキュリティユニット200が不正侵入を検知してアラームを発生した場合などは、そのアラーム履歴をセキュリティユニット200のセキュリティ情報260として保存するようにしてもよい(図5など参照)。さらに、必要なアラーム履歴は、コントローラシステム1の内部あるいはコントローラシステム1の外部に配置されたデータベースに適宜格納するようにしてもよい。
図6に示すように、不正侵入が検知され、セキュリティ脅威1次対応が実行されると(ステップS4)、OT部門の作業者は、制御対象の設備や機械に対して必要な処理を行う(現場対応)(ステップS5)必要がある。このようなOT部門の作業者の作業を支援する目的で、HMI800などに、検知された不正侵入の種類、および、実行されたセキュリティ脅威1次対応の内容などに応じたトラブルシュート用の情報を提示するようにしてもよい。
上述の実施の形態においては、制御ユニット100と、セキュリティユニット200と、セーフティユニット300とが互いに独立したユニットとして構成されたコントローラ
システム1について例示した。互いに独立したユニットとして構成することで、柔軟性や可用性を高めることができる。
上述したような本実施の形態は、以下のような技術思想を含む。
[構成1]
コントローラシステム(1)であって、
制御対象を制御するための制御演算を実行する制御ユニット(100)と、
前記制御ユニットに接続され、前記コントローラシステムに対するセキュリティ機能を担当するセキュリティユニット(200)とを備え、
前記セキュリティユニットは、前記コントローラシステムにおいて何らかの不正侵入が発生したか否かを検知する検知手段(250)を含み、
前記制御ユニットは、前記セキュリティユニットの前記検知手段の挙動を変更するための指令を送信する指令送信手段(150,160)を含む、コントローラシステム。
[構成2]
前記検知手段の挙動を変更するための指令は、前記検知手段による不正侵入の検知を復旧するための指令を含む、構成1に記載のコントローラシステム。
[構成3]
前記検知手段の挙動を変更するための指令は、前記検知手段による不正侵入が発生したか否かを検知するレベルを変更するための指令を含む、構成1または2に記載のコントロ
ーラシステム。
[構成4]
前記指令送信手段は、ユーザ操作に応じて、前記検知手段の挙動を変更するための指令を送信する、構成1~3のいずれか1項に記載のコントローラシステム。
[構成5]
前記制御ユニットは、前記制御演算に係る命令を含むユーザプログラムを実行するように構成され、
前記ユーザプログラムは、前記検知手段の挙動を変更するための指令を送信するための命令を含む、構成1~4のいずれか1項に記載のコントローラシステム。
[構成6]
コントローラシステム(1)であって、
制御対象を制御するための制御演算を実行する制御ユニット(100)と、
前記制御ユニットに接続され、前記コントローラシステムに対するセキュリティ機能を担当するセキュリティユニット(200)と、
少なくとも前記制御ユニットにアクセス可能なサポート装置(800)とを備え、
前記セキュリティユニットは、前記コントローラシステムにおいて何らかの不正侵入が発生したか否かを検知する検知手段(250)を含み、
前記制御ユニットは、前記検知手段により検知された不正侵入に応じた制御演算を実行するように構成されており、
前記サポート装置は、前記検知手段により検知された不正侵入に応じて前記制御ユニットにより実行される制御演算に係る設定を受け付ける、コントローラシステム。
[構成7]
前記サポート装置は、前記検知手段により不正侵入が検知されたときに前記制御ユニットにより実行されるプログラムの指定を受け付ける、構成6に記載のコントローラシステム。
[構成8]
前記サポート装置は、前記制御ユニットによりプログラムが実行される条件として、不正侵入の種類の指定を受け付ける、構成7に記載のコントローラシステム。
[構成9]
前記サポート装置は、制御動作の典型的な挙動を規定する複数のモデル設定(630)を有しており、ユーザ操作に応じて、前記複数のモデル設定のうちいずれかを前記制御ユニットに反映する、構成6~8のいずれか1項に記載のコントローラシステム。
[構成10]
前記複数のモデル設定の各々は、設備種別に関連付けられており、
前記サポート装置は、ユーザによる設備の選択に応じて、対応するモデル設定を選択および反映する、構成9に記載のコントローラシステム。
[構成11]
前記サポート装置は、対話型インターフェイス(634,636)を介して、1または複数の質問をユーザに呈示するとともに、各質問に対するユーザの選択に応じて、前記複数のモデル設定のうち対象となるモデル設定を選択および反映する、構成9に記載のコントローラシステム。
[構成12]
コントローラシステム(1)であって、
制御対象を制御するための制御演算を実行する制御ユニット(100)と、
前記制御ユニットに接続され、前記コントローラシステムに対するセキュリティ機能を担当するセキュリティユニット(200)とを備え、
前記セキュリティユニットは、
前記コントローラシステムにおいて何らかの不正侵入が発生したか否かを検知する検知手段(250)と、
前記検知手段による検知動作から算出されるセキュリティリスクをユーザに提示する
提示手段(250)とを含む、コントローラシステム。
[構成13]
前記提示手段は、前記セキュリティリスクを視覚的に提示するためのインジケータ(224)を含む、構成12に記載のコントローラシステム。
[構成14]
前記提示手段は、前記セキュリティリスクを聴覚的に提示するための音声発生部(226)を含む、構成12または13に記載のコントローラシステム。
[構成15]
前記提示手段は、前記算出されるセキュリティリスクの度合いに応じて、提示態様を変化させる、構成12~14のいずれか1項に記載のコントローラシステム。
Claims (15)
- コントローラシステムであって、
制御対象を制御するための制御演算を実行する制御ユニットと、
前記制御ユニットに接続され、前記コントローラシステムに対するセキュリティ機能を担当するセキュリティユニットとを備え、
前記セキュリティユニットは、前記コントローラシステムにおいて何らかの不正侵入が発生したか否かを検知する検知手段を含み、
前記制御ユニットは、前記セキュリティユニットの前記検知手段の挙動を変更するための指令を送信する指令送信手段を含む、コントローラシステム。 - 前記検知手段の挙動を変更するための指令は、前記検知手段による不正侵入の検知を復旧するための指令を含む、請求項1に記載のコントローラシステム。
- 前記検知手段の挙動を変更するための指令は、前記検知手段による不正侵入が発生したか否かを検知するレベルを変更するための指令を含む、請求項1または2に記載のコントローラシステム。
- 前記指令送信手段は、ユーザ操作に応じて、前記検知手段の挙動を変更するための指令を送信する、請求項1~3のいずれか1項に記載のコントローラシステム。
- 前記制御ユニットは、前記制御演算に係る命令を含むユーザプログラムを実行するように構成され、
前記ユーザプログラムは、前記検知手段の挙動を変更するための指令を送信するための命令を含む、請求項1~4のいずれか1項に記載のコントローラシステム。 - コントローラシステムであって、
制御対象を制御するための制御演算を実行する制御ユニットと、
前記制御ユニットに接続され、前記コントローラシステムに対するセキュリティ機能を担当するセキュリティユニットと、
少なくとも前記制御ユニットにアクセス可能なサポート装置とを備え、
前記セキュリティユニットは、前記コントローラシステムにおいて何らかの不正侵入が発生したか否かを検知する検知手段を含み、
前記制御ユニットは、前記検知手段により検知された不正侵入に応じた制御演算を実行するように構成されており、
前記サポート装置は、前記検知手段により検知された不正侵入に応じて前記制御ユニットにより実行される制御演算に係る設定を受け付ける、コントローラシステム。 - 前記サポート装置は、前記検知手段により不正侵入が検知されたときに前記制御ユニットにより実行されるプログラムの指定を受け付ける、請求項6に記載のコントローラシステム。
- 前記サポート装置は、前記制御ユニットによりプログラムが実行される条件として、不正侵入の種類の指定を受け付ける、請求項7に記載のコントローラシステム。
- 前記サポート装置は、制御動作の典型的な挙動を規定する複数のモデル設定を有しており、ユーザ操作に応じて、前記複数のモデル設定のうちいずれかを前記制御ユニットに反映する、請求項6~8のいずれか1項に記載のコントローラシステム。
- 前記複数のモデル設定の各々は、設備種別に関連付けられており、
前記サポート装置は、ユーザによる設備の選択に応じて、対応するモデル設定を選択および反映する、請求項9に記載のコントローラシステム。 - 前記サポート装置は、対話型インターフェイスを介して、1または複数の質問をユーザに呈示するとともに、各質問に対するユーザの選択に応じて、前記複数のモデル設定のうち対象となるモデル設定を選択および反映する、請求項9に記載のコントローラシステム。
- コントローラシステムであって、
制御対象を制御するための制御演算を実行する制御ユニットと、
前記制御ユニットに接続され、前記コントローラシステムに対するセキュリティ機能を担当するセキュリティユニットとを備え、
前記セキュリティユニットは、
前記コントローラシステムにおいて何らかの不正侵入が発生したか否かを検知する検知手段と、
前記検知手段による検知動作から算出されるセキュリティリスクをユーザに提示する提示手段とを含む、コントローラシステム。 - 前記提示手段は、前記セキュリティリスクを視覚的に提示するためのインジケータを含む、請求項12に記載のコントローラシステム。
- 前記提示手段は、前記セキュリティリスクを聴覚的に提示するための音声発生部を含む、請求項12または13に記載のコントローラシステム。
- 前記提示手段は、前記算出されるセキュリティリスクの度合いに応じて、提示態様を変化させる、請求項12~14のいずれか1項に記載のコントローラシステム。
Applications Claiming Priority (3)
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