新たな技術がほぼ毎日のように登場する中、産業の状況は急速に変化しています。企業は、スマートファクトリーや効率の向上といったメリットを活かすため、IT/OTの融合を積極的に推進しています。この変革をけん引するエンジンは何でしょうか？それがOTネットワークです。

OTネットワークは、産業環境におけるすべてを接続する極めて重要な配線のような存在です。しかし、旧来の孤立したOTシステムから新しいオープンで相互接続されたインフラへ移行することは、古い折りたたみ式携帯電話を最新のスマートフォンに替えるようなもので、魅力的である一方、やや複雑でもあります。重要なネットワーク接続が途絶えると、毎分数千ドルのダウンタイム損失や公共の安全リスクを招く可能性があります。だからこそ、OTネットワークを最大限に活用することはもはやオプションではありません。本記事では、これらの課題を効果的に乗り越えるための実践的な洞察と指針を提供します。

OTセキュリティ需要の急増に直面して：産業向けに特化したセキュリティの力

OTネットワークの脅威は近年劇的に悪化しています。わずか数年前の2021年、フロリダ州オールドスマーの水処理施設がハッカーの攻撃を受け、公共の水供給において水酸化ナトリウムの濃度を危険なレベルまで引き上げようと試みられました。この攻撃は、OTセキュリティ侵害が公共の安全および重要インフラに直接的な脅威をもたらすことを示しています。さらに憂慮すべきことに、ランサムウェアグループは産業分野を標的にする傾向が強まっており、2024年だけで製造業の65％がランサムウェア攻撃の被害に遭い、前年の56％から急増しています。^[1]一部の攻撃は完全な操業停止を引き起こし、重大な経済的損失と重要サービスの混乱を招きました。

IT環境とは異なり、OTネットワークには独自のセキュリティ課題が存在します：

• 運用継続性：OTにおいては稼働時間が最重要です。セキュリティ対策は、産業プロセスの24時間365日の稼働要件は譲れません。
• レガシーシステム：多くの産業環境では、セキュリティを考慮せずに設計された数十年前の機器が稼働しており、現代のサイバー脅威に対して脆弱です。
• リアルタイム性能：セキュリティ対策はタイムセンシティブな制御通信を妨げてはなりません。

これらの課題により、従来のITセキュリティアプローチは不十分となります。OT環境向けのセキュリティソリューションを評価する際は、産業ネットワークの独自の運用要件とリスクプロファイルに適応できるソリューションを選択することが重要です。

多層防御の包括的なセキュリティ戦略は、OTインフラを狙う脅威に対する最良の防御策です。ほとんどの最新OTソリューションはセキュリティ機能を備えていますが、IEC 62443などの国際的に認められたセキュリティ規格の厳格な要件を満たすOT特化型ソリューションを選ぶことで、ネットワーク全体のセキュリティを強化できます。しかし、安全なデバイスを持つだけでは不十分です。ネットワークセグメンテーションにより重要な機器をリスクの高いデバイスから隔離したり、OTネットワークをリアルタイムに可視化することによって問題や脅威を迅速に特定するなど、他の対策も運用に追加のセキュリティ層を提供します。

リアルタイムの精度が不足していますか？TSNで制御と同期を強化する

セキュリティを超えて、現代の産業アプリケーションはOTネットワークにおけるより高い精度と同期の必要性を高めています。複数のロボットアームがマイクロ秒単位の精度で協調動作を行う製造ラインを想像してみてください。従来のイーサネットでは、そのような同期動作に必要な一貫したタイミングを保証できません。ここでタイムセンシティブネットワーキング（TSN）が重要な役割を果たします。

では、TSNとは具体的に何でしょうか？

TSNは、標準イーサネットインフラ上で時間確定性のある通信を実現する次世代IEEE 802.1ネットワーク規格のセットです。本質的に、TSNは混雑したネットワーク環境下でも重要なデータを最小限の遅延で、保証されたタイミングで確実に届けます。

TSNの能力を具体的に示す例として、ある大手家電メーカーの事例を紹介します。TSNソリューションの導入により、そのメーカーはロボット間の同期性を向上させ、生産ラインの切り替え時間を短縮し、全体的な生産性を大幅に向上させました。^[2]この事例は、TSNが従来のネットワークの制約を超え、新たな能力とイノベーションの機会を提供することを示しています。

複雑さを軽減しコストを最小化：効率的なOT接続のためのスマートなアプローチ

現代のOTネットワークの設計、展開、維持管理は複雑でコストがかかるものです。さらに、OTエンジニアは過酷な環境条件、統合の複雑さ、厳しい信頼性要件に対応しつつ、コスト管理と将来の成長計画も同時に行わなければなりません。

• 過酷なOT環境​​

産業施設の環境は、極端な温度、高振動、電磁干渉（EMI）、粉塵、湿度など、過酷な条件にさらされています。産業グレードのハードウェアはこれらの環境に特化して設計されています。OTネットワークの設計者は、最大の信頼性と稼働時間を確保するために設計された堅牢なハードウェアソリューションを選択し、故障リスクを最小限に抑え、頻繁な交換の必要性を減らすべきです。

• IT/OT統合の複雑性

IT/OT融合アプリケーションの急速な拡大により、産業ネットワークには無数のセンサーや機械が導入され、さらに多くのデータ交換が発生しています。しかし、OTネットワークはしばしばレガシープロトコルと新しい技術が混在しており、相互運用性の課題を生じさせています。それに加え、すでに混雑している制御盤に新しい機器を設置することは、さらなる複雑さをもたらします。

将来の拡張を見据えつつ最適な柔軟性を確保するために、ネットワーク設計者は既存インフラに容易に追加可能な小型のネットワーク機器を優先すべきです。もう一つ重要な検討ポイントはプロトコルの互換性です。マルチプロトコル対応機器を選ぶことで、レガシー機器と最新の産業機器の双方との統合が容易になります。最後に、Power over Ethernet（PoE）機能はOTネットワーク全体の機器接続および電力供給の効率化に寄与します。PoE対応スイッチは、IPカメラやアクセスポイントなどの対応エンドデバイスに電力を供給可能です。これにより配線作業が簡素化されるだけでなく、後からネットワークにエンドデバイスを追加する際の柔軟性も向上します。

• 高額な保守コスト

予期せぬダウンタイムは、OTエンジニア最大の懸念事項です。わずかな予期せぬ中断でも、重大な生産損失や高額な保守費用を招く可能性があります。複雑な産業環境におけるネットワーク問題のトラブルシューティングは、多くの場合、時間と労力を要します。

24時間365日の稼働を維持するためには、冗長性への投資が不可欠です。バックアップ電源や組み込みの冗長機能など、堅牢な冗長機能を備えたネットワーク機器は、信頼性の高いOTネットワークの基盤となります。万が一問題が発生した場合でも、使いやすい一元管理ツールがあれば、エンジニアはどこからでも迅速にネットワーク問題を特定・解決し、ダウンタイムを最小限に抑えられます。

OTネットワークの未来を切り拓く

産業環境が進化し続ける中で、ITとOTの融合は産業ネットワーキングにおける根本的な変革をもたらします。したがって、OTネットワークの潜在能力を最大限に活用することが、運用の成功にますます重要となっています。私たちが検討した課題—セキュリティの脆弱性、リアルタイム性能要件、ネットワークの複雑性—は、先見の明を持つ組織にとって障害であると同時に機会でもあります。

産業用ネットワーキングにおいて30年以上の経験を持つMoxaは、この分野で信頼されるパートナーです。OT分野に対する深い理解を活かし、現在および将来の運用ニーズに応える産業エンジニア向けのソリューションを提供しています。

Moxaの包括的で将来を見据えた産業用ネットワーキングポートフォリオは、産業サイバーセキュリティ、リアルタイム通信、ネットワーク統合、メンテナンスなど、あらゆるOTの課題を解決するソリューションを備えています。詳細は、当社のマイクロサイトをご覧ください。当社の産業用ネットワーキング専門家とともに、お客様の運用環境に最適な戦略を策定しましょう。

[1] Cybersecurity in the Age of Industry 4.0 – Part 1

[2] Case Study: Automating Home Appliance Manufacturing With TSN Technology