JP2009187545A - 機械設備または類似の設備の保存された運転データの保護方法 - Google Patents

Abstract

【課題】改ざんを証明するための運転データが十分に残されるような、機械設備または類似の設備の保存された運転データの保護方法を提供すること。
【解決手段】本発明は、機械設備または類似の設備の保存された運転データの保護方法に関し、その際、運転データは、機械設備の制御システムに属する、または設備のための類似のシステムに属する計算機システムによって保存され、その際、運転データは、継続的にデータ・セットの形で捕捉され、かつ後の評価のためにデータ・メモリ内で保存される。この場合、第１のステップでは、データ・セットの保存と共に、最新時点で保存された運転データから、所定の決定規則のパラメータ（ｋ、ｌ、ｍ、ｎ）に基づき保全コードが生成され、かつ計算機システム内で保管される。第２のステップでは、所定の時間間隔ごとに、最新時点でデータ・メモリ内にある記録された運転データから、同じ決定規則に基づき、最新時点でデータ・メモリ内にある運転データを検証するための比較コードが算定される。第３のステップでは、この比較コードが、もともとの時点で生成された保全コードと比較され、かつ第４のステップでは、比較コードがもともとの時点で生成された保全コードと相違する場合に、警告信号が生成される、または保護アクションが作動される。
【選択図】なし

Description

本発明は、請求項１のプリアンブルに基づく、機械設備または類似の設備の保存された運転データを改ざんに対して保護する方法に関する。

機械設備のための、および多くの他の適用のための監視システムおよび保護システムは、運転データの記録機能を備えることが次第に多くなっている。これに関しては機械の状態を判断するため、重要なパラメータのデータが、測定検知器またはセンサを介して連続的に捕捉され、デジタル信号に変換され、かつ付属のデータ・メモリ内で失われることなく格納される。データを記録するためのこのようなシステムは連続的に働き、つまりこのシステムは、それぞれの機械の運転実行中の機械設備の状態をもれなく記録する。したがってこのような記録された運転データは、機械トラブルが生じた後で工程を再現することを可能にし、これにより生じたトラブルのあり得る原因を説明する。

運転データを記録する場合、通常はこのデータをデータ・ブロックへと統合して、データ・メモリ上のまとまったデータ・セット内に格納する。その際、このデータ・セットのサイズ、つまりまとまったデータ・セットによって捕捉し得る運転期間の長さは、分析が容易になるように選択される。例えば最新時点の運転データの記録の実行と同時に、短時間だけ前の運転期間の運転データを含むまとまったデータ・セットを分析することができる。まとまったデータ・セットは、コピーして別の計算機システムに伝送してもよい。しかしながら、このようなまとまったデータ・セットは消去することができ、したがって破棄することができる。

この技術では、通常はファイルを例えば時間ごと、日ごと、週ごと、または月ごとにまとめる。これによりその後、各時間、各日、各週、または各月に対して分けられたデータ・セットが、分析のために提供される。

さらにこの技術では、この記録された運転データを、より良い理解のため、記述的概念を伴って「ヒストリカル運転データ」と呼ぶことも一般的である。

過渡性の高いシステム内で使用される、多くの測定箇所をもつ機械設備の場合、しばしば運転データの別の記録方法、即ちいわゆる事象駆動型の記録が適用される。運転中の機械設備が障害なく実行している間は、運転データはある程度の運転時間の後に上書きされ、これにより古い方の運転データは自動的に消去され、したがってその時々には、例えば１時間の期間分だけが残されている。問題のある運転状態などの予め定義された事象が生じると、自動的な消去工程が中止される。その後、まだ消去されていない記録された運転データは、失われることのないデータ・メモリ上でデータ・セットとして保存される。したがって記録された運転データは後の分析のために残される。

これと結びついたより古い運転データの自動的な消去工程を備えるこの上書きの方法では、保存するデータ量は明らかに減少するが、それにもかかわらず問題のある運転状態のデータ・ストックは全般的に残される。

特に、生じたトラブルの原因が、機械設備を誤操作したこと、または機械設備内での障害発生時の所定の警告信号を操作者が無視したことにある可能性のある機械設備の場合、機械設備のメーカーにとっては、この記録された運転データが、誤操作の証明の際、および不当に主張された請求の拒絶の際に決定的な助けとなり得る。同じことが保険会社にも当てはまり、保険会社は、記録された運転データの分析によって不慮の誤操作を証明し、これにより保険保護の喪失が生じたことを主張することができる。

一般的に機械設備または類似の設備の運転データは、ＰＣベースの計算機システムによって記録される。運転システムとして通常は、オフィス領域内で一般的なシステムが使用される。このためＰＣテクノロジーを熟知した運転者は、記録された運転データにいつでもアクセスすることができ、したがってデータを改ざんすることもできる。特に誤操作の証明を阻止したい運転者は、ファイルへのアクセスにより、ファイルの一部を消去または変更することで、不利な立場に置かれる材料を破棄することができる。このような消去されたファイルの運転データの喪失は、しばしば後の時点でようやく突きとめられる。この場合、ファイルの破棄または消去が何時および誰によって行われたかを証明することはもう不可能である。

運転データはしばしば、持ち運び可能なメディアに保存される。このような持ち運び可能なメディアとは、データ・インターフェイスを介して機械設備または類似の設備の制御システムに接続されたパーソナル・コンピュータであり得る。ハードディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ、またはいわゆるフラッシュ・カードである不揮発性半導体メモリの形での持ち運び可能なデータ・メモリを使用することも可能である。

将来的には、必要な機器およびデータ記録媒体の供給により、同様に有利に利用され得るさらなるメモリの可能性が出てくる。

本発明の課題は、機械設備または類似の設備の保存された運転データの保護方法を提供することにあり、その際、改ざんを証明するための運転データが十分に残されているべきである。

本発明の課題は請求項１の特徴によって解決される。本発明のさらなる利点および形成は従属請求項に提示されている。

現況技術に対する本発明の利点は、例えば幾つかのデータ・セットを消去することによる保存された運転データの改ざんが、すぐに認識され、かつ通知されることにある。

この目的のために、機械設備または類似の設備の保存された運転データの保護方法が企図され、その際、運転データは、機械設備の制御システムに属する、または設備のための類似のシステムに属する計算機システムによって保存され、その際、運転データは、継続的にデータ・セットの形で捕捉され、かつ後の評価のためにデータ・メモリ内で保存される。この場合、第１のステップでは、データ・セットの保存と共に保全コードが生成され、この保全コードは、可変のパラメータｋ、ｌ、ｍ、ｎを備える決定規則により運転データから数字を選択して保全コードの一部として使用するという形式で、保存されたまたは保存すべきデータから呼び出され、その際このパラメータｋ、ｌ、ｍ、ｎは、どのデータ・セットから運転値の何番目の桁を選択するべきかを確定し、保全コードに付け加えられ、かつこの保全コードは計算機システム内で保管される。その後、第２のステップでは、所定の時間間隔ごとに、最新時点でデータ・メモリ内にある記録された運転データから、同じ決定規則に基づき、最新時点でデータ・メモリ内にある運転データを検証するための比較コードが計算機システム内で算定される。第３のステップでは、この比較コードが、もともとの時点で生成された保全コードと計算機システム内で比較される。最後に第４のステップでは、比較コードがもともとの時点で生成された保全コードと相違する場合に、警告信号が呼び出される、または保護アクションが作動される。

機械設備は、有利なやり方では警告信号が生じると共に安全な運転状態に移行される、または警告信号によって作動された保護アクションによって停止される。

所定の決定規則は可変に形成される。これに関し決定規則のパラメータは、固定的に予め選択されているべきである、またはランダム発生器によって決定されるべきである、または保存された運転データから算定されるべきである。

保全コードの検査は、機械プログラムの各スタート時に、機械設備の各スタート時に、または規則的な時間間隔ごとに実施されることが有利である。

代替案として保全コードの検査は、ランダム発生器によって予め規定される時間ごとに、または外部からのトリガ・コマンドに応じて実施されることが有利である。

以下に、運転データの破棄または改ざんをすぐに明らかにする帰属の暗号化技術を含む方法を説明する。

本方法によれば、第１のステップでは、機械設備の制御システムと接続されているか、または制御システムの一部を形成している計算機システムによって、所定の決定規則に基づき最新時点の運転データから保全コードが生成され、かつ計算機システム内で保存される。この保全コードは、機械設備を制御するための機械プログラムのスタート時に、または機械設備のスタート時に、または規則的な時間間隔ごとに、または所定の事象のときに、照会される。

第２のステップでは、所定の時間間隔ごとに、最新時点でデータ・メモリ内にある継続的に記録された運転データから、所定の決定規則に基づき、最新時点でデータ・メモリ内にある運転データを検証するための比較コードが算定される。その際、時間間隔は、固定的に設定することができる、またはランダム発生器によって決定することができる、またはプログラムスタートまたは機械スタートなどの所定の事象に依存させることができる。

第３のステップでは、算定された比較コードを、もともとの時点で生成された保全コードと比較する。最新時点の比較コードが、機械設備の計算機システム内に保管された保全コードと一致しない場合、第４のステップで警告信号が生成される、または警告信号の発生と結びついた保護アクションが作動される。

代替案として、警告信号の呼び出しと共に、安全な運転状態への機械設備の移行を実施することができる、またはその他の、予防的な保護アクションとしての機械設備の停止のような、機械設備の運転への容赦ない介入を行うことができる。自動的に作成された警告信号を機械メーカーまたは機械メーカーによって指定された機関に出すことも可能である。

生成された保全コードは、所定の決定規則に基づき、機械設備の保存された運転データから形成されている。保全コードを形成するため、好ましくは機械設備のｎ番目ごとのファイルから、ｍ番目の運転サイズを選択し、そのうちのその時々のｋ番目の運転値から、ｌ番目の桁を読み取って、保全コードを作り上げる、または保全コードに付け加える。したがって保全コードは、継続的に増補される数字の組合せから成る。

例えば１分ごとに、機械設備の運転データが１セット記録され、かつ週ごとに、運転データを備えた１つの新たなデータ・セットがファイルとして格納され得るとする。パラメータは以下のように予め決定されていることとし、即ちパラメータｎ＝５、パラメータｋ＝１２５、ｌ＝３、ｍ＝コンプレッサ排気圧力であり、つまり５番目ごとのファイルから、コンプレッサ排気圧力での運転サイズの値のその時々の１２５番目の値を読み取り、そこから３番目の桁を保全コードに付け加える。記録は所定の暦週、例えば１４番目の暦週に開始される。

記録開始後の５番目の週のための５番目のファイルは、１８番目の暦週に当たる、パラメータｎ＝５。１２５番目の運転値、パラメータｋ＝１２５は、月曜日の０２時０４分に当たる。運転サイズとしてのコンプレッサ排気圧力、パラメータｍに関する前述の時点に測定された例えば１７．６５バールの値から、３番目の桁、パラメータｌ＝３に相応して、数字６が保全コードに付け加えられる。

２３番目の暦週では、月曜日の０２時０４分に測定されたコンプレッサ排気圧力の値、例えば１４．５５バールから、３番目の桁として数字５が保全コードに付け加えられる。

したがって１８番目の暦週には数字６が保全コードに付け加えられ、一方で２３番目の週には数字５が加わることになるであろう。この方法は、保全コードの桁の最大数に達するまで、例えば１００桁まで続けられる。その後は先入れ先出しの原則（ＦＩＦＯ原則）に基づき、保全コードの１番目の数字、つまり１８番目の暦週の月曜日の数字６が消去され、一方で新たに算定された数字が保全コードの後ろに付け加えられる。

この保全コードは、中央ユニットまたは中央処理装置または機械制御部のＣＰＵ内で、外部からアクセスできない位置に保存される。保全コードの比較コードとの比較による検査が行われる度に、保存された保全コードが、最新時点で同じ決定規則に基づき算定された比較コードと比較される。一致する場合は制御プログラムの実施が続けられ、一致しなければ相応の警告信号が発せられる。それだけでなく保護機能として、作動された警告信号により機械設備のスイッチが切られるよう企図することが有利である。

初めての運転開始のための保全コードは、様々な手法で生成することができる。好ましいやり方では、保全コードの発生を可能にする最小数のファイルを含むデータ・メモリが提供される、またはスタート・コードを発生させ、このスタート・コードと一緒に設備が提供される。

通常、データ記録の開始時にはデータ・メモリのメモリ領域は空であり、つまり「０」と記述されている。初めての運転開始の簡単な手法は、保全コードを形成するための決定規則を、機械設備の運転開始と共に即座に適用することにある。その際、この即座の適用により、保全コードが最初は０ばかりから成り、かつ少し運転時間が経ってから保護メカニズムがようやくその完全な効果を示すことになるが、これは新しい機械設備では一般的に問題なく、というのも新しい機械設備の運転開始は、たいてい機械メーカーの運転者によって行われ、したがってこの初めての運転開始の間は、いずれにせよデータ保護はアクティブでなくてもよい。

顧客が初めての運転開始を一人で実施する機械設備の場合、データ・メモリを、例えばプレ・プロジェクトのダミー・データまたはメーカーの工場内での試験段階からのデータでいっぱいにしておくことができる。この場合、そのデータが機械の使用期間中に記録されたとまったく同じように保全コードが作成される。

本方法のさらなる形態では、決定規則のパラメータｋ、ｌ、ｍ、ｎが、ランダム発生器によって可変に形成される。これに関し、その際さらに、比較コードを生成するときに同じパラメータを引っ張り出すことができるよう、保全コードの各桁に対してパラメータ・セットを保存しなければならない。このパラメータは、データ・メモリの隠された領域内に保管されるべきであり、もしくはこのパラメータを独立的に保存するため、ＥメールまたはＳＭＳまたは別の電子的な手段で機械メーカーに送付されるべきである。

代替案として、パラメータ自体を運転データから発生させる。

運転者が、例えば幾つかのファイルを消去する、または別の値と取り替えることによって、記録されたデータを改ざんした場合、最新時点で生成された比較コードが、機械制御部内で保管された保全コードとは一致しなくなる。その際、機械制御部は相応の警告を呼び出し、かつとりわけ保護アクションとして機械設備を停止させる。

Claims (14)

1. 機械設備または類似の設備の保存された運転データの保護方法であって、運転データが、機械設備の制御システムに属する、または設備のための類似のシステムに属する計算機システムによって保存され、その際、運転データが、継続的にデータ・セットの形で捕捉され、かつ後の評価のためにデータ・メモリ内で保存される方法において、第１のステップでは、データ・セットの保存と共に、最新時点で保存された運転データから、所定の決定規則のパラメータ（ｋ、ｌ、ｍ、ｎ）に基づき保全コードが生成され、かつ計算機システム内で保管されることと、第２のステップでは、所定の時間間隔ごとに、最新時点でデータ・メモリ内にある記録された運転データから、同じ決定規則に基づき、最新時点でデータ・メモリ内にある運転データを検証するための比較コードが算定されることと、第３のステップでは、比較コードが、もともとの時点で生成された保全コードと比較されることと、第４のステップでは、比較コードがもともとの時点で生成された保全コードと相違する場合に、警告信号が生成される、または保護アクションが作動されることを特徴とする方法。
2. 作動された保護アクションとして、機械設備または類似の設備が停止されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 保全コードおよび比較コードのための決定規則のパラメータ（ｋ、ｌ、ｍ、ｎ）が、固定的または可変に形成されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
4. 保全コードおよび比較コードのための決定規則のパラメータ（ｋ、ｌ、ｍ、ｎ）が、ランダム発生器によって決定されることを特徴とする請求項３に記載の方法。
5. 決定規則のパラメータ（ｋ、ｌ、ｍ、ｎ）が運転データと一緒に保存されること、および比較コードが同じパラメータによって生成されることを特徴とする請求項４に記載の方法。
6. パラメータ（ｋ、ｌ、ｍ、ｎ）が、データ・メモリの隠された領域内に格納される、またはデータ遠隔伝送により機械メーカーに送付され、したがって独立的に保存されることを特徴とする請求項５に記載の方法。
7. 決定規則のパラメータ（ｋ、ｌ、ｍ、ｎ）が暗号化されることを特徴とする請求項６に記載の方法。
8. 保全コードおよび比較コードのための決定規則のパラメータ（ｋ、ｌ、ｍ、ｎ）が、保存された運転データから算定されることを特徴とする請求項３に記載の方法。
9. 比較コードと保全コードの比較が、機械プログラムの各スタート時に実施されることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
10. 比較コードと保全コードの比較が、機械設備の各スタート時に実施されることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
11. 比較コードと保全コードの比較が、所定の運転状態の際に実施されることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
12. 比較コードと保全コードの比較が、規則的な時間間隔ごとに実施されることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の方法。
13. 比較コードと保全コードの比較が、ランダム発生器によって予め規定される時間ごとに実施されることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の方法。
14. 比較コードと保全コードの比較が、外部からのトリガ・コマンドに応じて実施されることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の方法。