セキュアなリモートアクセス：プロセス産業におけるイノベーションの推進力

製造業の自動化レベルが高まるにつれ、制御システムとデータへのリモートアクセスの必要性とメリットも高まっています。プロセス製造業では、リモートアクセスによりオペレーターとエンジニアが、オフィス、自宅、カフェなどからノートPC、スマートフォン、タブレットを使って装置を制御し、データを分析し、システムをトラブルシューティングできます。

リモートアクセスとは？

リモートアクセスとは、データと制御システムが電子的に実行され、インターネット（あるいはより良くは、企業のプライベートイントラネット）経由でアクセスされることです。これにより、エンジニアと技術者は産業施設を歩き回ってプロセスデータを収集したり制御システムを操作したりする時間を大幅に削減できます。代わりに、データはニアリアルタイムでデジタルに保存され、コンピューターがプロセス制御の意思決定を実行できます。

プロセスエンジニアリングはリモートアクセスによって特に改善されます。定常状態の連続プロセスが日常的に監視される必要があるためです。しかし、ディスクリート製造施設もリモートアクセスの恩恵を受けます。この記事ではプロセス製造に焦点を当てます。

図1. サイトゲージとカメラを組み合わせて、タンク内液位のデジタル読み取り値をバックアップ確認。画像提供：Grainger

プロセス製造では、流量、温度、圧力、その他の物理パラメータをサンプリングし、統計的プロセス管理（SPC）チャートと簡単に比較して問題を検出できます。ディスクリート製造でも同様ですが、入力には光ビーム遮断、重量、マシンビジョンによる部品カウントなどが含まれる場合があります。

リモートアクセスにはカメラデータへのアクセスも含まれることがよくあります。これは、デジタル測定値をアナログ測定値と照合するのに特に有用です。例えば、流量計が流量なしを示したとします。技術者は戦略的に配置されたカメラでシンプルなフロートを見て、流れが本当に止まっているかを確認し、適切な対応を取れます。

適切に統合されたシステムでは、適切なトレーニングと資格を持つ技術者とエンジニアのみがシステムにアクセスできます。データは必要な人のみが閲覧可能で、制御は訓練を受けた人の手に委ねられます。

リモートアクセスのメリット

安全性の向上

リモートアクセスは従業員の時間と労力を節約しますが、職場の安全性も向上させます。

大規模な製油所では、品質と安全のために追跡が必要な温度、圧力、流量計が数千個あるかもしれません。熱交換器やクラッカーなどの各ユニット操作には、プロセス逸脱、警告、メンテナンス指標のための追加アラームがあります。

図2. 産業施設でPPEを着用しゲージをチェックする作業員。

リモートアクセスが普及する前は、技術者は個人用保護具（PPE）を着用し、クリップボードを持って、キャットウォークと梯子の迷路をさまよい、さまざまなゲージの読み取り値を書き留めていました。これらのデータポイントは天候に関わらず収集しなければならず、作業員は氷結した梯子を登ったり、猛暑の中での作業を強いられたりしました。毎日、転倒、滑落のリスクがあり、天候次第では凍傷や熱中症のリスクもありました。

図3. ワイオミング州のシンクラーレフィナリーには数千のセンサーがあり、プロセスと装置を監視し、将来の分析のためのデータを生成。画像提供：Sinclair Refinery

リモートアクセスがあれば、データは自動的に収集され、クラウド上のデータベースに保存されます。エンジニアはデータを分析し、異常をチェックするルーチンを作成します。異常が発生したら、技術者を特定の場所に派遣して手動測定を収集したり、メンテナンスや修理タスクを実行したりできます。これにより、技術者が大規模施設を常に歩き回る必要がなくなり、怪我のリスクが減ります。

汚染リスクの低減

リモートアクセスにより、プラントエンジニアは施設への立ち入り回数を最小限に抑えられます。これは、医薬品と半導体のような汚染に敏感なプロセスで大きな利点となります。これらの現場に入るすべての人は、複雑な着衣と脱衣の手順を経なければなりません。

医薬品製造では、医薬品化合物が露出している施設のどの部分に入る人も、着衣と検査を受けなければなりません。着衣手順は化学汚染物質を制限するだけでなく、生物学的汚染物質が製品に到達しないよう、すべての人が検査を受ける必要があります。半導体製造施設では生物学的脅威は限定的ですが、微粒子汚染の可能性ははるかに高くなります。

図4. 空の半導体製造クリーンルーム。

リモートアクセスを通じて、エンジニアと技術者はクリーンルームに入らずに、多くのプロセスを監視、調査、トラブルシューティングできます。データはクラウドストレージから収集され、ノートPCで分析されたり、プロセッサークラスタに送られたりします。多くの場合、テストをリモートで指示できるため、技術者はメンテナンスタスクを実行するためにのみスペースに入る必要があります。

データセキュリティ

最も重要な課題の一つは、リモートアクセスの利点とデバイスのデジタルセキュリティのバランスを取ることです。主要な機械制御とデータにリモートでアクセスできることは、エンジニアにとって便利であると同時に、ハッカーや産業スパイにとっても便利です。

リモートアクセスが普及する前、設計を盗んだり重要システムを妨害しようとする産業スパイは、物理的に施設に忍び込み、構造を把握し、重要データを奪うか攻撃を仕掛ける必要がありました。多くの場合、スパイは施設やその下請けに雇われる必要があり、それ自体が挑戦でした。

今では、ハッカーは重要システムにより簡単にアクセスできるようになりました。物理的には、誰かのノートPC、タブレット、スマートフォンを盗めます。混雑したカフェでエンジニアの肩越しに画面を覗き見るだけでアクセスを得られることもあります。電子的には、データがクラウド上にあれば、データを盗むための多くのスクリプトと技術が存在します。

従業員はリモートアクセスセキュリティについて訓練を受ける必要があります。そうでなければ、施設が攻撃されるのは時間の問題です。最近のレポートでは、ランサムウェア攻撃がサイバー攻撃の80%以上を占め、平均支払額は22万ドルを超えています。

この脅威のため、一部の重要システムには攻撃を無効化する手動制御システムが必要であったり、リモート制御に置かないべきだったりします。サイバーセキュリティ・インフラストラクチャ・セキュリティ庁（CISA）と多州情報共有分析センター（MS-ISAC）が最近、共同でランサムウェアガイドをリリースし、攻撃防止を支援しています。

リモートアクセスの未来

安全性、品質、利便性は今後何年も改善し続けるでしょう。人工知能（AI）と機械学習（ML）がより賢く、より有能になるにつれ、品質逸脱をより遠くから検知し、エンジニアにリアルタイムで警告できるようになります。

リモートアクセスは拡大し続け、攻撃も続きます。セキュリティシステムは改善されますが、ハッキング手法も進化します。大規模施設では、より堅牢な安全システムとセキュリティ教育計画を作成するスタッフを雇用し、これらの攻撃の影響を制限する必要があるでしょう。

プロセスプラントは通常、数百のセンサーがデータを収集する堅牢な施設です。リモートアクセスは、プロセスプラント全体の時間、安全性、汚染、そして安全性を狭めるのに役立ちます。