實(shí)現(xiàn)智能制造安全性的動(dòng)態(tài)方法

 

T U V 南德意志集團(tuán)（以下簡(jiǎn)稱(chēng) "T U V 南德 " ）發(fā)布的 " 自適應(yīng)物理安全與信息安全系統(tǒng) "（ Adaptive Safety & Security System ，簡(jiǎn)稱(chēng) AS3 ）提出了面向智能制造的動(dòng)態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法，實(shí)現(xiàn) 工業(yè) 4.0 系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)的監(jiān)控， 安全措施自動(dòng)驗(yàn)證和系統(tǒng)變化的動(dòng)態(tài)確認(rèn)。本文中 T U V 南德專(zhuān)家以幾種含有 AGV/AMR 的典型智能工廠(chǎng)場(chǎng)景為例，詳細(xì)分析了 AS3 系統(tǒng)在智能制造領(lǐng)域的應(yīng)用。

 

AS3系統(tǒng)在智能制造領(lǐng)域的應(yīng)用

本系列文章的上篇通過(guò)兩個(gè)示例展示了AS3在智能工廠(chǎng)中應(yīng)用的部分優(yōu)勢(shì)：

 

·  通過(guò)安全措施的自動(dòng)驗(yàn)證實(shí)現(xiàn)流程優(yōu)化

 

·  通過(guò)系統(tǒng)變化的動(dòng)態(tài)確認(rèn)減少停機(jī)時(shí)間

 

本篇中TUV南德專(zhuān)家將進(jìn)一步從信息安全的角度分析AS3在智能工廠(chǎng)以及過(guò)程工業(yè)中的潛在應(yīng)用。

 

在進(jìn)入具體場(chǎng)景分析之前先簡(jiǎn)要介紹一下工業(yè)信息安全標(biāo)準(zhǔn)及其風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。現(xiàn)行的國(guó)際工業(yè)信息安全標(biāo)準(zhǔn)是IEC 62443系列，包括通用、策略與流程、系統(tǒng)、部件(產(chǎn)品)等四個(gè)層級(jí)。從產(chǎn)品供應(yīng)商的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)，到系統(tǒng)集成商進(jìn)行系統(tǒng)集成，再到資產(chǎn)所有者或服務(wù)商的運(yùn)行維護(hù)，所有利益相關(guān)方都可以從流程和技術(shù)兩個(gè)方面參考IEC 62443標(biāo)準(zhǔn)的要求。

 

雖然IEC 62443標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)建了工業(yè)信息安全體系的完整框架，但是由于智能工廠(chǎng)日益增加的復(fù)雜性，資產(chǎn)所有者和運(yùn)營(yíng)方在智能工廠(chǎng)信息安全的實(shí)踐依舊十分困難。特別是智能工廠(chǎng)中越來(lái)越多的使用帶有通訊功能的電子控制系統(tǒng)，當(dāng)信息系統(tǒng)存在漏洞，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)攻擊可以使電子控制系統(tǒng)的安全功能失效，從而造成人身傷害或財(cái)產(chǎn)損失。因此物理安全/功能安全與信息安全結(jié)合的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估需要在兩個(gè)領(lǐng)域都有豐富經(jīng)驗(yàn)的專(zhuān)家來(lái)完成。

 

交織的信息安全與物理安全

對(duì)于以上困境，AS3系統(tǒng)是一個(gè)有效的解決方案。除了物理安全檔案(Safety profile)，AS3還為智能制造系統(tǒng)的數(shù)字孿生配備了定制化的信息安全檔案(Security Profile)。以信息安全檔案中表征系統(tǒng)漏洞、威脅、對(duì)抗措施和風(fēng)險(xiǎn)的靜態(tài)或動(dòng)態(tài)參數(shù)為輸入變量，推理引擎會(huì)根據(jù)實(shí)際應(yīng)用的約束條件來(lái)運(yùn)算，判定場(chǎng)景是"安全/非安全"狀態(tài)，從而在運(yùn)行時(shí)(@Run-time)或在系統(tǒng)變更時(shí)自動(dòng)進(jìn)行信息安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和安全確認(rèn)。

 

特別需要強(qiáng)調(diào)的是，AS3的安全檔案同時(shí)嵌入了信息安全的領(lǐng)域知識(shí)和物理安全的領(lǐng)域知識(shí)及TUV南德專(zhuān)家豐富的信息安全與物理安全結(jié)合的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。AS3的動(dòng)態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法可以有效的幫助運(yùn)營(yíng)方及系統(tǒng)集成商應(yīng)對(duì)智能工廠(chǎng)日益復(fù)雜的風(fēng)險(xiǎn)圖景。

 

示例3： 信息安全與物理安全/功能安全的聯(lián)合評(píng)估

 

某芯片制造工廠(chǎng)運(yùn)行一批UR的移動(dòng)式協(xié)作機(jī)械手IMR，這些IMR在移動(dòng)作業(yè)時(shí)可能進(jìn)入不同物理安全風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)的區(qū)域，并且在不同的位置可能會(huì)與分布于不同區(qū)域的無(wú)線(xiàn)接入裝置(無(wú)線(xiàn)AP)連接，并通過(guò)不同的路由器接入工廠(chǎng)信息系統(tǒng)。工業(yè)信息安全分區(qū)與物理安全分區(qū)有所不同，物理安全分區(qū)是按連續(xù)空間劃分的，而信息安全分區(qū)中的資產(chǎn)是按互聯(lián)邏輯劃分的，因而IMR在移動(dòng)作業(yè)時(shí)可能進(jìn)入不同風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)的物理安全區(qū)域和劃入不同風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)的工業(yè)信息安全區(qū)域，兩者又不是對(duì)應(yīng)的。情況非常復(fù)雜。

 

在系統(tǒng)集成時(shí)(T0)，TUV南德的信息安全專(zhuān)家基于SEMI行業(yè)規(guī)范和工業(yè)信息安全標(biāo)準(zhǔn)對(duì)這些IMR及其相關(guān)IT設(shè)施進(jìn)行了信息安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，并建立了信息安全檔案。與此同時(shí)，TUV南德的物理安全專(zhuān)家基于SEMI行業(yè)規(guī)范和物理安全標(biāo)準(zhǔn)建立了物理安全檔案。AS3與工廠(chǎng)MES制造管理系統(tǒng)連接，在工廠(chǎng)運(yùn)行時(shí)可以持續(xù)地對(duì)這些IMR及其相關(guān)IT設(shè)施，生產(chǎn)設(shè)施進(jìn)行信息安全和物理安全的動(dòng)態(tài)監(jiān)控。

 

在建立該工廠(chǎng)信息安全檔案的過(guò)程中，TUV南德由信息安全專(zhuān)家，功能安全專(zhuān)家及SEMI評(píng)估專(zhuān)家組成的工作組還執(zhí)行了聯(lián)合風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，評(píng)估過(guò)程中綜合考慮IMR移動(dòng)到不同作業(yè)區(qū)域可能出現(xiàn)的機(jī)械安全風(fēng)險(xiǎn)，包括潛在的人身傷害和財(cái)產(chǎn)損失(需考慮SEMI行業(yè)特殊的財(cái)產(chǎn)損失評(píng)估規(guī)范)，以及在這些作業(yè)區(qū)域運(yùn)行時(shí)無(wú)線(xiàn)接入到不同的信息安全分區(qū)，和各種可能場(chǎng)景下的信息安全風(fēng)險(xiǎn)，并對(duì)所有場(chǎng)景都分別確定了具體的信息安全要求以及滿(mǎn)足要求的條件。

 

全生命周期的信息安全與物理安全聯(lián)合解決方案

工廠(chǎng)運(yùn)行時(shí)AS3將提供動(dòng)態(tài)監(jiān)控，并在系統(tǒng)出現(xiàn)變化時(shí)提供在線(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估以快速確認(rèn)變化是否可以接受或給出安全措施的建議。由此顯著減少智能工廠(chǎng)因系統(tǒng)變更造成的停機(jī)時(shí)間，提高生產(chǎn)率，并提升工廠(chǎng)運(yùn)行的靈活性。目前，AS3已經(jīng)由TUV南德香港分公司申請(qǐng)專(zhuān)利保護(hù)。

 

關(guān)于TUV南德意志集團(tuán)

 

TUV南德意志集團(tuán)成立于1866年，前身為蒸汽鍋爐檢驗(yàn)協(xié)會(huì)。發(fā)展至今，已成為了全球化的機(jī)構(gòu)。TUV南德意志集團(tuán)在50個(gè)國(guó)家設(shè)立了1,000多個(gè)分支機(jī)構(gòu)，擁有25,000多名員工，致力于不斷地提高自身的技術(shù)、體系及專(zhuān)業(yè)知識(shí)。集團(tuán)的技術(shù)專(zhuān)家在工業(yè)4.0、自動(dòng)駕駛及可再生能源的安全與可靠性方面均作出了顯著的技術(shù)創(chuàng)新。

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