이 글에서는 국내산업에서 최대의 비중을 차지하고 있는 전자산업의 국제경쟁력을 자동화를 통하여 달성하기 위하여 삼성전자 자동화연구소가 개발하여 상품화시킨 산업용 로봇제어기, 이를 모태로 개발되어 상품화된 표면실장기 및 CNC공작기계제어기들에 대하여 소개한다. 그리고 이러한 제어기들과 관련하여 앞으로 개발하여야 할 분야에 관한 기술 및 연구분야를 살펴보고자 한다.
제어봉 구동 장치 제어 시스템 국산화 개발의 필요성은 경제적 관점에서 뿐만 아니라 원전의 운전과 유지 보수 측면에서도 어제 오늘 대두된 문제가 아니라 본다. 천연 자원이 부족한 우리나라에서는 급증하는 전력 수요를 충족시키기 위하여는 원전에 의존하지 않을 수 없으며, 이에 따라 가동 원전의 수명 연장을 위한 개$\cdot$보수뿐만 아니라 신규 원전 건설 계획 또한 지속적으로 수립되고 있는 것이 현실이다. 그러나 국내에 처음으로 고리 1호기가 건설된 1978년 이후 그 동안 많은 사람들의 노력에 의하여 설비 제작 관련 기술은 거의 완성 단계에 와 있다고 보여지나, 두뇌와 신경 조직에 해당하는 계측 제어 시스템 관련 기술은 아직 초보 단계를 벗어나지 못하고 있는 것이 사실이다. 이러한 우리의 현실을 극복하기 위하여 과학기술부 주관으로 원전계측제어시스템국산화사업단이 발족하였으며, 국내 원자력 산업계를 실질적으로 이끌고 있는 당사가 최종 상용화를 목표로 막대한 자금을 부담하면서 주도적으로 참여하고 있다. 지난 5월 제어봉 구동 장치 제어 시스템이 그 첫 결과물로서 발표 되었으며, 여기서는 기존 시스템과의 비교 분석을 통하여 그 개발 시스템의 기술적 경제적 특징과 의의를 살펴 보고자 한다.
제어시스템(발전시설, 전력시설, 교통시설 등)은 생산성, 가용성, 안전성을 목적으로 다양한 제어기기들로 구성되며, 물리적으로 다양한 위치에 분산되어 운영되고 있다. 그리고 안전성과 가용성을 유지하기 위해 시스템 도입 시 기존 시스템에 영향을 미치지 않는지 검증을 수행 후 시스템을 도입한다. 이러한 이유로 신규 기술의 도입이나, 기기의 변경이 자유롭지 않다. 이와 같은 제어시스템의 특성으로 인해 현재 증가되고 있는 제어시스템 사이버공격에 대한 보안대책 또는 기술들의 적용이 쉽지 않아 사이버공격에 취약한 상황이다. 제어시스템은 상위 시스템의 제어 명령을 통해 하위 제어기기 또는 필드기기를 제어하는 형태로 제어 명령의 무결성 유지가 특히 중요하다. 이는 곧 제어시스템에 환경에 접근한 공격자가 인가되지 않은 장비를 제어시스템에 연결하고, 악성 제어명령을 전송하게 된다면 제어기기는 이를 인지하지 못하고 정지되거나 오작동을 유발 할 수 있다는 것을 의미한다. 본 논문에서는 제어시스템 내 제어명령의 무결성 유지를 위해 임베디드 Add-on 단말을 통해 OTP 값을 생성, 전달, 검증하는 방안을 제안한다. 해당 방안은 상위노드와 하위노드 사이에 Add-on 장치를 두어 상위노드에서 제어명령 발생 시, 제어명령에 OTP값을 통해 캡슐화하고 하위노드로 전달한다. Add-on 장비는 일반 IT시스템과 상이한 제어시스템의 특성에 맞게 고안되었으며 제어시스템 내에 발생되는 제어명령 위변조, 제어명령 재사용 공격 등을 차단 할 수 있다.
산업제어 시스템은 일반적인 IT 환경과는 다르게 보안성보다 안전성, 연속성이 중요시 되는 환경이다. 산업제어 시스템에 보안 사고가 발생할 경우 물리적인 동작을 컨트롤 할 수 있으므로 안전성과 연속성을 보장받을 수 없다. 따라서 물리적인 피해가 발생할 수 있고, 물리적인 피해가 인명피해까지 초래할 수 있다. 산업제어 시스템에 대한 사이버 공격은 단순히 사이버 피해라고 볼 수 없으며 테러라고 볼 수 있다. 그러나 아직까지 산업제어 시스템에 대한 보안이 많이 강화되지 않은 상태이고 실제로 많은 취약점들이 발생하고 있다. 본 논문에서는 산업제어시스템에서 사용하는 PLC 프로토콜을 대상으로 연결과정 및 패킷을 분석하고 프로토콜에 존재하는 보안 메커니즘을 우회하여 PLC를 원격에서 컨트롤 할 수 있음을 보인다. 이를 통해 산업제어 시스템에 대한 보안 경각심 제고를 하고자 한다.
주요 국가기반시설에 도입되어 운영 중인 산업제어시스템은 4차 산업혁명에 따른 디지털 전환으로 지능화됨에 따라 IT환경의 보안위협이 OT환경으로 상속되면서 제어시스템 보안위협 및 공격 양상도 복잡해지고 있다. 실제로 에너지분야 기반시설을 대상으로 한 Stuxnet, Conficker, BlackEnergy3 등 제어시스템 사이버 위협 및 사고 사례가 지속적으로 보고되고 있으나, 제어시스템을 대상으로 하는 사이버공격 대응을 위한 보안가시성 확보는 제대로 이루어지지 않고 있으며, 이를 위해서는 기존 IT 환경과는 다른 제어시스템의 특성이 반영된 보안 모니터링이 요구된다. 본 논문에서는 제어시스템 보안위협 지식 데이터베이스인 MITRE ATT&CK 프레임워크를 기반으로 제어시스템에 적합한 보안 모니터링을 수행하기 위한 요소들을 식별하고 방안을 제시한다.
산업제어시스템은 초기에 주로 아날로그 형태로 구축되었다. 그러나 산업발전에 따라 운영에 필요한 센서들이 증가하면서 시스템이 복잡해지고 정밀함이 요구되어 디지털 설계의 필요성이 높아졌다. 그런 필요성에 발맞추어 디지털 시스템들의 안정성은 크게 향상되었고, 최근에는 원전을 포함한 대부분의 제어시스템들이 디지털로 설계되고 있다. 산업제어시스템의 디지털 활용이 점차 개방화 표준화되면서 잠재적인 사이버 위협세력에 의한 제어시스템 침투 및 파괴 가능성이 매우 높아졌다. 이에 따라 국내 외에서는 위협의 식별과 효과적인 대책마련을 위하여 다양한 노력을 기울이고 있다. 본 논문은 관련지침 분석을 통해 제어시스템과 원전제어시스템의 공통되는 보안요구사항을 취하고, 향후 원전 인 허가 요건으로 필수적인 원전 사이버보안 체계 개발방안을 제안한다.
산업제어시스템은 IT 기술의 발전에 따라 다양한 기기 환경과 네트워크를 적용해 진화하고 있다. 이러한 상황에서 사이버 보안의 위협은 가중되고 있으며, 이를 예방하는 방법의 하나로 산업제어시스템에 탑재되는 소프트웨어의 소스코드 개발 과정에서 보안 취약점을 예방하기 위해 소스코드 보안 룰을 적용하여 위반사항을 제거한다. 본 연구에서는 소스코드 보안 룰에서 적용 우선순위를 선정하기 위한 가이드를 개발한다.
로보트 매니퓰레이터가 일정한 접촉 힘을 유지하며 공작물의 표면을 따라가게 하는 작업은 많은 자동화 생산공정에서 유용하게 이용될 수 있다. 일반적인 위치제어용 산업용 로보트를 이러한 공정에 사용하기 위해서는 접촉힘이 계측되어 로보트의 제어에 이용되어야만 한다. 이 연구는 accommodation force control 방식으로 산업용 로보트를 제어하여 edge-following에 응용하도록하며, 접촉 힘의 계측에는 wrist force sensor를 사용한다. 이 시스템의 궤도추적속도와 force regulation 등이 예견제어에 의해 향상될 수 있다. 예견제어에 의해 설계된 전체 제어 시스템은 feedback 제어기와 feedforward 예견제어기로 구성된다. 여기서, 시스템의 안정성은 feedback 제어기에 의해서 결정되며, 예견제어기는 시스템에 미치는 외란을 통제하는 것을 주 기능으로 한다. 일반적으로 선형제어 방식을 채택한 경우와 예견제어를 이용한 edge-following을 실험을 통해 비교함으로써, 예견제어의 효용성을 확인한다.
본 논문은 장치산업에서 적용되는 다변량 EWMA 공정제어와 통계적 공정감시 통합시스템을 제안한다. 본 논문에서 제안한 통합시스템은 자동공정제어(APC)의 예측, 조정기능과 통계적 정정감시(SPM)의 이상점 발견 및 제거등의 각각의 장점을 이용하였다. 기존의 다변량 EWMA연구는 데이타간의 독립성을 가정하였으나 본 논문은 데이타간의 종속적인 형태인 IMA(1,1)모델을 대상으로 하였다.
본 웹사이트에 게시된 이메일 주소가 전자우편 수집 프로그램이나
그 밖의 기술적 장치를 이용하여 무단으로 수집되는 것을 거부하며,
이를 위반시 정보통신망법에 의해 형사 처벌됨을 유념하시기 바랍니다.
[게시일 2004년 10월 1일]
이용약관
제 1 장 총칙
제 1 조 (목적)
이 이용약관은 KoreaScience 홈페이지(이하 “당 사이트”)에서 제공하는 인터넷 서비스(이하 '서비스')의 가입조건 및 이용에 관한 제반 사항과 기타 필요한 사항을 구체적으로 규정함을 목적으로 합니다.
제 2 조 (용어의 정의)
① "이용자"라 함은 당 사이트에 접속하여 이 약관에 따라 당 사이트가 제공하는 서비스를 받는 회원 및 비회원을
말합니다.
② "회원"이라 함은 서비스를 이용하기 위하여 당 사이트에 개인정보를 제공하여 아이디(ID)와 비밀번호를 부여
받은 자를 말합니다.
③ "회원 아이디(ID)"라 함은 회원의 식별 및 서비스 이용을 위하여 자신이 선정한 문자 및 숫자의 조합을
말합니다.
④ "비밀번호(패스워드)"라 함은 회원이 자신의 비밀보호를 위하여 선정한 문자 및 숫자의 조합을 말합니다.
제 3 조 (이용약관의 효력 및 변경)
① 이 약관은 당 사이트에 게시하거나 기타의 방법으로 회원에게 공지함으로써 효력이 발생합니다.
② 당 사이트는 이 약관을 개정할 경우에 적용일자 및 개정사유를 명시하여 현행 약관과 함께 당 사이트의
초기화면에 그 적용일자 7일 이전부터 적용일자 전일까지 공지합니다. 다만, 회원에게 불리하게 약관내용을
변경하는 경우에는 최소한 30일 이상의 사전 유예기간을 두고 공지합니다. 이 경우 당 사이트는 개정 전
내용과 개정 후 내용을 명확하게 비교하여 이용자가 알기 쉽도록 표시합니다.
제 4 조(약관 외 준칙)
① 이 약관은 당 사이트가 제공하는 서비스에 관한 이용안내와 함께 적용됩니다.
② 이 약관에 명시되지 아니한 사항은 관계법령의 규정이 적용됩니다.
제 2 장 이용계약의 체결
제 5 조 (이용계약의 성립 등)
① 이용계약은 이용고객이 당 사이트가 정한 약관에 「동의합니다」를 선택하고, 당 사이트가 정한
온라인신청양식을 작성하여 서비스 이용을 신청한 후, 당 사이트가 이를 승낙함으로써 성립합니다.
② 제1항의 승낙은 당 사이트가 제공하는 과학기술정보검색, 맞춤정보, 서지정보 등 다른 서비스의 이용승낙을
포함합니다.
제 6 조 (회원가입)
서비스를 이용하고자 하는 고객은 당 사이트에서 정한 회원가입양식에 개인정보를 기재하여 가입을 하여야 합니다.
제 7 조 (개인정보의 보호 및 사용)
당 사이트는 관계법령이 정하는 바에 따라 회원 등록정보를 포함한 회원의 개인정보를 보호하기 위해 노력합니다. 회원 개인정보의 보호 및 사용에 대해서는 관련법령 및 당 사이트의 개인정보 보호정책이 적용됩니다.
제 8 조 (이용 신청의 승낙과 제한)
① 당 사이트는 제6조의 규정에 의한 이용신청고객에 대하여 서비스 이용을 승낙합니다.
② 당 사이트는 아래사항에 해당하는 경우에 대해서 승낙하지 아니 합니다.
- 이용계약 신청서의 내용을 허위로 기재한 경우
- 기타 규정한 제반사항을 위반하며 신청하는 경우
제 9 조 (회원 ID 부여 및 변경 등)
① 당 사이트는 이용고객에 대하여 약관에 정하는 바에 따라 자신이 선정한 회원 ID를 부여합니다.
② 회원 ID는 원칙적으로 변경이 불가하며 부득이한 사유로 인하여 변경 하고자 하는 경우에는 해당 ID를
해지하고 재가입해야 합니다.
③ 기타 회원 개인정보 관리 및 변경 등에 관한 사항은 서비스별 안내에 정하는 바에 의합니다.
제 3 장 계약 당사자의 의무
제 10 조 (KISTI의 의무)
① 당 사이트는 이용고객이 희망한 서비스 제공 개시일에 특별한 사정이 없는 한 서비스를 이용할 수 있도록
하여야 합니다.
② 당 사이트는 개인정보 보호를 위해 보안시스템을 구축하며 개인정보 보호정책을 공시하고 준수합니다.
③ 당 사이트는 회원으로부터 제기되는 의견이나 불만이 정당하다고 객관적으로 인정될 경우에는 적절한 절차를
거쳐 즉시 처리하여야 합니다. 다만, 즉시 처리가 곤란한 경우는 회원에게 그 사유와 처리일정을 통보하여야
합니다.
제 11 조 (회원의 의무)
① 이용자는 회원가입 신청 또는 회원정보 변경 시 실명으로 모든 사항을 사실에 근거하여 작성하여야 하며,
허위 또는 타인의 정보를 등록할 경우 일체의 권리를 주장할 수 없습니다.
② 당 사이트가 관계법령 및 개인정보 보호정책에 의거하여 그 책임을 지는 경우를 제외하고 회원에게 부여된
ID의 비밀번호 관리소홀, 부정사용에 의하여 발생하는 모든 결과에 대한 책임은 회원에게 있습니다.
③ 회원은 당 사이트 및 제 3자의 지적 재산권을 침해해서는 안 됩니다.
제 4 장 서비스의 이용
제 12 조 (서비스 이용 시간)
① 서비스 이용은 당 사이트의 업무상 또는 기술상 특별한 지장이 없는 한 연중무휴, 1일 24시간 운영을
원칙으로 합니다. 단, 당 사이트는 시스템 정기점검, 증설 및 교체를 위해 당 사이트가 정한 날이나 시간에
서비스를 일시 중단할 수 있으며, 예정되어 있는 작업으로 인한 서비스 일시중단은 당 사이트 홈페이지를
통해 사전에 공지합니다.
② 당 사이트는 서비스를 특정범위로 분할하여 각 범위별로 이용가능시간을 별도로 지정할 수 있습니다. 다만
이 경우 그 내용을 공지합니다.
제 13 조 (홈페이지 저작권)
① NDSL에서 제공하는 모든 저작물의 저작권은 원저작자에게 있으며, KISTI는 복제/배포/전송권을 확보하고
있습니다.
② NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 상업적 및 기타 영리목적으로 복제/배포/전송할 경우 사전에 KISTI의 허락을
받아야 합니다.
③ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여 정당한 범위 안에서 공정한 관행에
합치되게 인용할 수 있습니다.
④ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 무단 복제, 전송, 배포 기타 저작권법에 위반되는 방법으로 이용할 경우
저작권법 제136조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만 원 이하의 벌금에 처해질 수 있습니다.
제 14 조 (유료서비스)
① 당 사이트 및 협력기관이 정한 유료서비스(원문복사 등)는 별도로 정해진 바에 따르며, 변경사항은 시행 전에
당 사이트 홈페이지를 통하여 회원에게 공지합니다.
② 유료서비스를 이용하려는 회원은 정해진 요금체계에 따라 요금을 납부해야 합니다.
제 5 장 계약 해지 및 이용 제한
제 15 조 (계약 해지)
회원이 이용계약을 해지하고자 하는 때에는 [가입해지] 메뉴를 이용해 직접 해지해야 합니다.
제 16 조 (서비스 이용제한)
① 당 사이트는 회원이 서비스 이용내용에 있어서 본 약관 제 11조 내용을 위반하거나, 다음 각 호에 해당하는
경우 서비스 이용을 제한할 수 있습니다.
- 2년 이상 서비스를 이용한 적이 없는 경우
- 기타 정상적인 서비스 운영에 방해가 될 경우
② 상기 이용제한 규정에 따라 서비스를 이용하는 회원에게 서비스 이용에 대하여 별도 공지 없이 서비스 이용의
일시정지, 이용계약 해지 할 수 있습니다.
제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
회원은 전자우편주소 추출기 등을 이용하여 전자우편주소를 수집 또는 제3자에게 제공할 수 없습니다.
제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
당 사이트는 무료로 제공되는 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 당 사이트가 고의 또는 과실로 인한 손해발생을 제외하고는 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.
제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.