講師：このレッスンでは､
ICSとSCADAと呼ばれる産業用制御システムと監視制御およびデータ収集システムについて説明します｡
一般的に､ 私たちの多くはIT､ つまり情報技術に携わっている｡
情報技術には､ 標準的なウィンドウズ・コンピューター､
サーバー､ ネットワーク､ クラウド・プラットフォームなどが含まれる｡
しかし､ ICSやSCADAについて話し始めると､
私たちはOT（オペレーション・テクノロジー）の世界に入っていくことになる｡
現在の運用技術は､ 従来のビジネス・ネットワークやデータ・ネットワーク・システムではなく､
産業用制御システムを実装するために設計された通信ネットワークである｡
ICSやSCADAを扱う場合､ エンドユーザーのマシンや､
例えばネットワーク上にあるウィンドウズ11のワークステーションに注目することはない｡
例えば､ 製造工場で行うようなバルブの開閉や､
発電所での発電､
照明のオン・オフなどだ｡
オペレーショナル・テクノロジーは､
他の一般的な情報技術ネットワークとは異なっている｡
例えば､ OTはこんな感じだ｡ 大きなキャビネットには､
現実世界で起きていることを参照するためのダイヤルやゲージ､
ボタンが並んでいる｡
別のバルブを開けたり閉めたり､ 別のポンプをオンにしたりオフにしたりしたい場合は､
ウィンドウズ・マシンを使ってバルブを開け始めてEnterキーを押すようなコマンドを使うのではなく､
キャビネットの前にある図のボタンを押すことになる｡
Windowsマシンを接続し､ OTの世界へのデジタル・インターフェースとして使うことができないわけではない｡
しかし､ 一般的にOTといえば､ 現実世界と相互作用するテクノロジーについて考えてほしい｡
製造工場では､ このようなシステムを使うだけで､
多くのオペレーション技術が可能になる｡
しかし､ ウィンドウズ・コンピューターを使い､
これらの運用技術ネットワークをコントロールしたいのであれば､
それは可能であり､ ITとOTを統合することができる｡
でも､ その必要はない｡
現在､ オペレーション・テクノロジーの世界では､
大きく分けて2種類のシステムがある｡
産業用制御システムや監視制御・データ収集システムもある｡
まず､ 産業用制御システムがある｡
現在､ ICSとしても知られる産業用制御システムは､ 特定の専用機能を実行するように設計された組み込みデバイスを使用して機械を制御することにより､
ワークフローとプロセス自動化のメカニズムを提供する｡
ICSは､ 重要インフラの実世界の機器を制御するために多用されている｡
電力供給会社､ 水道供給会社､ 医療サービス､
電気通信､ 自然警備サービスなどだ｡
複数のICSを相互接続すれば､ 分散型制御システム（DCS）を作ることができる｡
現在､ 産業用制御システムを扱っている場合､
機密性よりも可用性と完全性を優先しなければならない｡
さて､ ITの世界では通常､ CIAの三位一体に焦点を当て､
この3つが本当に重要だと考え始める｡
しかし､ オペレーション・テクノロジーの世界では､ 守秘義務は3つの要素のうち､
実は最も重要度が低い｡
可用性は最も重要であり､
それには正当な理由がある｡
オペレーション・テクノロジーの目的と､ それが本来製造業で何をするために設計されたのかを考えてみよう｡
すべては製造工場の効率を最大限に高めるためだった｡
結局のところ､ 工場が停止しているときはいつでも､
組織は儲かっていないのだ｡
だから彼らにとっては､ 入手可能性がすべてなのだ｡
また､ 当時は製造工場がインターネットに接続されておらず､
ネットワーク全体が工場の壁の中にあった｡
そのため､ ある程度の機密性を保つための物理的な境界線があった｡
つまり､ 機密保持は大きな問題ではなく､ それをネットワークに組み込まなければならないと考える必要もなかった｡
工場で働く人々を信頼していたからだ｡
ここで､ 世界中で日常的に使われているICSのもう一つの好例を見てみよう｡
ここにはアメリカ海軍の軍艦がある｡
これは素晴らしい例だ｡
なぜなら､ この船は本質的に海上都市なのだから､
複数のICSがそれぞれ異なることに焦点を当てているからだ｡
ICSと聞いて思い出すのは､ これは本質的に組み込み機器を管理するネットワークに過ぎないということだ｡
その船には電気を作る発電所がある｡
推力を生み出し､ プロペラを回転させ､
船を水中で動かすために必要なすべての機械を備えた工場に相当するものがある｡
ボイス＆ビデオ用の通信バックボーンが船全体に張り巡らされている｡
船内には廃棄物処理施設と水処理施設がある｡
船員たちが何カ月も生き延びるために必要なものは､
すべてその船にある｡
そして､ そのすべてがICSと組み込み機器によってコントロールされている｡
これらすべての産業用制御システムを相互接続するために､
ICSはフィールドバスとして知られる通信技術を使用している｡
フィールドバスはデジタル・シリアル・データ通信であり､
異なるプログラマブル・ロジック・コントローラーやPLCをリンクさせるための運用技術ネットワークで使用される｡
プログラマブル・ロジック・コントローラーは､
デジタル・コンピューターの一種で､
組立ラインや自律的な現場作業､ ロボット工学などの自動化を可能にするために産業現場で使用されている｡
PLCは､ センサー､ 入力装置､ 出力装置とフィールドバスを使って相互接続し､
現実の世界とデジタルの世界をつなげようとしている｡
これらのPLCは､ 所定のセンサーから受け取った入力に基づいて動作を実行するようにプログラムすることができる｡
これらのPLCをプログラムするには､
HMI（ヒューマン・マシン・インターフェース）を使用します｡
ヒューマン・マシン・インターフェースは､ ローカル・コントロール・パネルであったり､
通常のコンピューター上で動作するソフトウェアの一部であったりする｡
ヒューマン・マシン・インターフェースは､
PLCへの入力とシステム全体の出力として機能する｡
こうすることで､ 人間がいつでも､ そのシステムが何をしているかを素早く確認し､
監視することができる｡
結局のところ､ 人間のオペレーターとして､
私はゲージや他のスクリーンを読むことによって機械が何をしているかを見ることができ､
また機械に何をしてほしいかをインプットすることができる必要がある｡
ボタンを押したり､ ノブを回したり､ キー入力をしたり､
あるいはタッチスクリーンを使ったりする｡
例えば､ 病院でX線技師として働くとしたら､
X線写真を撮る必要があるかもしれない｡
フラットパネルスクリーンのようなヒューマン・マシン・インターフェイスがあれば､
それにタッチして機械に何をさせたいかを伝えることができる｡
こうすることで､ このX線撮影装置の場合､ パネルが私から情報を受け取り､
それを装置に送信し､ X線を撮影することができる｡
これにより､ ICSとそれに接続されたPLCが制御ループを形成し､
自動化のプロセス全体が何らかの制御サーバーによって管理されることになる｡
OTの2つ目のタイプは､ SCADAとして知られる監視制御およびデータ収集システムである｡
技術的には､ SCADAは産業用制御システムの一種であり､
ホストコンピューターから地理的な地域に広がる大規模なマルチサイトの装置や機器を管理するために使用されます｡
最初は少し混乱するかもしれないので､
こう覚えてほしい｡
ICSと聞けば､ ひとつのプラントやシステムのことを指す｡
DCSについて話すなら､ これはICSシステムの小さな接続だが､
それでも通常は1つの建物や1つの施設にある｡
SCADAの世界に入り始めると､ 広域ネットワークを通じて相互接続されている多くの異なるICSやDCSプラントについて話すことになる｡
SCADAの範囲は広いため､
通常はウィンドウズやリナックスのような普通のシステム上で動くソフトウェアで運用される｡
このSCADAシステムは､ データを収集し､
プラントのさまざまな機器や､ プラントにPLCが組み込まれているさまざまな機器のすべてにわたって管理することができる｡
これらのプラントをSCADAネットワークで相互接続するには､
携帯電話､ マイクロ波､ 衛星､ ファイバー､ あるいはVPNベースのLANなどの広域ネットワーク接続が必要になる｡
他のネットワークの接続を設計するときと同じように､
好きなものを使うことができますが､ すべてのフィールド機器を中央のSCADAサーバーにリンクバックする必要があります｡
大規模SCADAネットワークの好例は､ 世界中の多くの電力会社で使用されているスマートメーターシステムである｡
たとえば私の家では､
電力会社が設置したスマートメーターがある｡
毎月､ メーターを読みに来る必要がなく､
メーターが携帯電話回線を通じて情報を送ってくれる｡
さらに､ 彼らは私のメーターに接続し､
私の使用量だけでなく､
アップダウンの状況も監視することができる｡
だから､ このSCADAネットワークを持つことで､
検針員に給料を払って毎月市中の全戸のメーターを手作業でチェックする必要がなくなったのだ｡
その代わりに､ 内蔵されているセルラーチップを使い､
月に一度読み取りを行い､ セルラーネットワーク経由でテキストメッセージやその他のデータフォーマットとしてSCADAサーバーに送り返すだけだ｡
その情報を照合し､ 請求システムに渡すと､
その月に使用した電気料金の請求書が送られてくる｡