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工業 4.0 理念的實施正在增加智能制造系統的采用，這些系統控制和監控物理制造環境、自動化制造過程，并實現大規模機器對機器通信，以實現更高的效率和更精益的生產實踐。機器人設備現在廣泛應用于一系列工業部門。它們的應用已經超越了車輛裝配線和危險材料的專業處理。該技術目前的部署用途多種多樣，從倉庫揀選到支持醫療手術程序。在制造業和服務業中使用機器人設備這一趨勢的結果是網絡安全風險及其對工作場所的影響。

機器人系統的趨勢

因其能夠比人類操作員更快、更精確和更一致地執行重復性任務而廣受歡迎。它們還可以長時間連續運行而不會降低性能。對于需要高標準質量的制造任務，它們已被證明是無價的。另一個好處是機器人可以在不適合人類操作或要求他們佩戴防護設備的環境條件下運行。

這種現代制造設備現在圍繞先進的加工元件構建，這些元件聯網以提供靈活和適應性強的功能。通過主動性能監控和故障診斷技術，最大限度地減少生產停機時間，促進在裝配線活動計劃中安排的預防性維護制度。工業機器人的最大缺點是設備所需的高資本支出，這些設備可以執行相對有限的操作范圍。重新利用生產過程的變化是具有挑戰性的。可以執行更廣泛功能的智能移動機器人的發展已將成本效益轉向采用該技術。在冠狀病毒大流行造成的中斷之后，由于政府對流動和聚集的限制，人力無法工作，潛在的長期成本節約和生產效率證明對制造業具有吸引力。機器人勞動力不會受到此類事件的影響。

自治系統風險

機器人設備的好處看似巨大，但制造商必須意識到它們帶來的安全風險。網絡安全很少被視為制造過程的一個集成組成部分，技能交叉有限，并且在高度孤立的環境中，主題專家之間通常很少交流。

如果機器人與人類互動密切相關，則由于惡意行為而導致的不必要的控制操作可能會導致潛在的致命工作環境。工業機器人是安裝在固定位置的傳統三軸手臂，人員和設備之間的物理隔離是降低風險的主要控制措施。隨著移動機器人的引入，將需要替代的風險降低措施。物理隔離可能適用于某些應用程序，例如可以指定和實施無人區的倉庫。盡管如此，在機器人作用于或接近人類的情況下，例如醫療應用，這顯然是不切實際的。

雖然ISO 10218和ISO 15066等國際標準為機器人安全提供了指導，但它們對安全的適用僅限于安全事件的安全相關后果。移動自主機器人的發展正在推動標準的變化。盡管如此，迄今為止，重點一直放在無人駕駛汽車等自動引導車輛上，機器人并不適合這一類別。隨著機器人技術的發展，這種關注點預計會發生變化。制造商必須注意法規、標準和指南的發展。

機器人設備擁有大量敏感的商業信息，從產品設計到制造過程。保護這種知識技能對企業至關重要。它的保密性使制造商比競爭對手更具競爭優勢。利用安全漏洞的惡意攻擊是對企業知識產權的最大威脅。但并非所有攻擊都始于公司范圍之外。圍繞復雜處理元件構建的設備可以使用網絡 連接以自主地跨互聯網接觸。制造設備通常會將診斷數據發送回其制造商，以實現可維護性和可靠性目標。此類數據可能會無意中向知道要查找什么的任何人透露設備操作的機密細節。競爭對手和民族國家對此有著濃厚的興趣，他們通常有資源為某些專業行業部門尋找和利用此類信息。

制造漏洞

攻擊者可以通過多種方式破壞制造設施，最重要的經濟威脅來自停止生產或使產品無法使用。中斷制造設備的運行可能會停止生產、損壞設備或導致制造的物品不符合規格?？梢哉f停止生產是最不嚴重的，因為它會立即顯現出來并且不會浪費資源。導致制造產品被錯誤制造的細微變化可能會在數小時內不被注意到，在此期間資源和材料將被浪費，并且在開始整改之前確定問題的原因本身可能需要數小時。破壞定制機器人制造設備的攻擊需要昂貴的維修和長時間的停機時間，可能會顯著影響業務收入。

產品也可能是供應鏈的關鍵部分。如果沒有替代產品和庫存不足來管理中斷期，這可能會導致連鎖反應。準時制生產環境不會因為供應商中斷而影響最終產品的可用性?，F在正在建造倉庫，在物理防火墻后面的封閉區域中使用機器人管理所有運動，只有在系統關閉時人類才能進入。

中斷生產線不僅會導致經濟影響。憑借對制造設備的充分了解，一個堅定、聰明且資源充足的攻擊者可以造成各種影響，從訪問存儲的數據以竊取寶貴的知識產權到對設備和人員造成物理損壞，可能造成傷害或生命損失。

現在正在建造倉庫，在物理防火墻后面的封閉區域中使用機器人管理所有運動，只有在系統關閉時人類才能進入。使這種設施停止運行的最簡單方法就是更改項目存儲位置的數據庫。機器人會取回錯誤的物品或空手返回，并且不會像人類操作員那樣具有從正確物體中搜索的認知能力。

降低風險

智能設備的標準安全控制適用于機器人安全的基線。深度和強大的安全性應該可以防止對每個設備及其連接的網絡的最確定和最復雜的攻擊。

需要額外的控制來管理自主機器人帶入工作場所的風險。對于所有移動設備，這些風險將包括安全和保障。威脅將來自安全領域，但任何被利用的安全漏洞的后果將是更廣泛的。任何制造商的第一步都是開發強大的風險識別和評估流程，并由合格且經驗豐富的從業人員提供支持。最大的威脅通常來自從未識別出的風險的實現。

僅僅依靠網絡安全措施來保護工業機器人設備是不夠的。聯網機器人需要足夠安全以抵御攻擊，而無需完全依賴外部控制。通過通過設計使設備安全，作為設計過程的一部分，在設備功能的核心中應用安全控制將比作為外部保護罩固定的控制更有效、更便宜。當添加到網絡控制時，防御分層可以防止利用單個漏洞導致系統安全的單點故障。

所有帶有處理元件的網絡連接設備都應該有可用的補丁和更新。向最終用戶透明地安全地提供自動更新是最佳解決方案，而不是依賴用戶搜索每個智能設備的更新。但過程必須是安全的；SolarWinds 事件凸顯了這一點的重要性。制造商有責任通過生命安全支持來保證本身是安全的。

安全后果可能集中在竊取機密信息或隨之而來的影響。受感染的設備本身可能會被利用，或者它可以提供一個網關，用于使用特權升級和橫向移動技術攻擊其他聯網設備。安全后果將集中在受損機器的移動上，從而對附近的任何人造成財產損失或身體傷害。徹底的風險評估對于識別和減輕所有可信風險是必要的。隨著技術的進步、安全威脅的演變和最佳實踐的發展，臨時風險評估活動至關重要。應至少每年審查一次風險，以應對機器人本身或其運行所在的環境和威脅格局的任何重大變化。

結論

將復雜的創新制造技術集成到工業機器人中會增加網絡攻擊的風險和此類攻擊的后果。潛在的后果可以從生產損失及其財務影響到極端情況下的生命損失。工業機器人設備制造商必須將安全問題作為產品開發過程的一部分，應用安全設計和終身安全原則。此安全流程從全面的風險評估開始，然后在產品的整個生命周期內對其進行管理和維護。