Safety meets Security: Nové trendy ve strojní a kybernetické bezpečnosti

Rozmach digitalizace a propojování strojů i celých výrobních linek změnily situaci ve výrobních provozech. Klasická funkční bezpečnost již nestačí. Kybernetické útoky, manipulace a nezabezpečené vzdálené přístupy přinášejí nová rizika.

^{Norma EN 50742 se zabývá bezpečností strojních zařízení a jejich ochranou proti neoprávněné manipulaci a kybernetickým hrozbám © Pilz}

Evropská unie reaguje na pokročilou modernizaci výrob, jež přináší řadu výhod, ale i nová rizika tím, že spojuje bezpečnost (safety) a kybernetickou bezpečnost v průmyslu (industrial security). To znamená, že přístup na evropský trh bude v budoucnu podmíněn splněním komplexních požadavků na bezpečnost a ochranu — a stane se tak rozhodujícím konkurenčním faktorem. 
Nařízení Evropského parlamentu a rady (EU) 2023/1230 o strojních zařízeních vstoupí v platnost v lednu 2027, a nejen české podniky se tak musí připravit na novou situaci. S velkým zájmem se proto setkal seminář Safety meets Security, který společnosti Pilz a Systemotronic připravily v prostorách CIIRC ČVUT v Praze. 
Spojení „Safety meets Security“ (bezpečnost strojní se potkává s bezpečností kybernetickou) představuje klíčový technologický posun, kde se tradiční průmyslová bezpečnost doplňuje o bezpečnost kybernetickou. Zatímco „safety“ chrání lidi a okolí před nehodami způsobenými strojem nebo chybou obsluhy, „security“ brání samotný stroj a data před vnějšími i vnitřními kybernetickými útoky. V moderní éře, kdy jsou stroje vzájemně propojené, již tyto dvě oblasti nelze oddělovat.

Implementace a klíčové požadavky

Nařízení o strojních zařízeních (NSZ EU 2023/1230) vyžaduje komplexní přístup pokrývající celý životní cyklus stroje. Zásadním prvkem je důsledné začlenění principu Security-by-Design: ochranná opatření proti manipulaci, neoprávněnému přístupu nebo nebezpečným změnám softwaru musí být zohledněna již ve fázi konstrukce a návrhu stroje. 
Současně nabývá na významu digitální dokumentace. Nové nařízení umožňuje výrobcům poskytovat návod k použití v digitální podobě. Jde však o možnost, nikoli povinnost — způsob poskytnutí návodu je na výrobci. Nová legislativa zároveň vyžaduje zavedení nových procesů v oblasti dokumentace, správy dat a sledovatelnosti. 
Dalším klíčovým bodem jsou jasně stanovené postupy pro aktualizace a vzdálený přístup. Bezpečnostní funkce musí být možné snadno ověřit a o provedených zkouškách musí být vytvořen záznam. Diagnostické údaje při tom hrají klíčovou roli: Nejenže poskytují informace o poruchových stavech, ale také umožňují zpětně dohledat události — například změny softwaru, konfigurace a dalších bezpečnostně relevantních parametrů. To přispívá k minimalizaci prostojů a k efektivnímu provozu zařízení. 
Nařízení o strojních zařízeních podnikům stanovuje jednoznačné povinnosti. Kdo spojí více strojních zařízení nebo neúplných strojních zařízení do jednoho celku a vytvoří tím nová rizika související s rozhraními, je z právního hlediska považován za výrobce celého zařízení. A z toho mu vyplývají konkrétní povinnosti: například odpovědnost za bezpečnost a bezproblémové vzájemné fungování všech komponent (např. funkce ovladače nouzového zastavení v rámci celého zařízení). 
„Nařízení o strojních zařízeních je mnohem víc než jen úpravou předpisů,“ uvedl na semináři Viktor Hašpl, výkonný ředitel společnosti Pilz Czech & Slovakia. „Představuje zásadní změnu v pojetí průmyslové bezpečnosti. Podniky, které začnou jednat včas, mohou nové požadavky využít k optimalizaci svých procesů, snížení rizik a trvalému posílení své konkurenceschopnosti.“ 
Společnost Pilz nabízí ucelené koncepce pro Safety a Industrial Security strojních zařízení, jež zahrnuje senzorické produkty, řídicí techniku a pohony — včetně systémů pro průmyslovou komunikaci, diagnostiku a vizualizaci. Portfolio doplňují konzultace, inženýrské služby a školení. Spolupracuje také se systémovými integrátory v České republice. Jedním z nich je Systemotronic v Brně.

Příklad z praxe

Jedním z hlavních přínosů semináře bylo zaměření na reálné situace z průmyslové praxe. Přednášející sdíleli také konkrétní doporučení ověřená při návrhu, implementaci a provozu technologických celků. 
„Dříve se stavěly stoje tak, že první byla mechanika, potom následovala automatizace a bezpečnost se řešila až na konci projektu,“ připomněl ve své přednášce Petr Szuścik ze spolupořádající firmy Systemotronic. „Důsledkem byly dodatečné zásahy do konstrukce, delší uvádění do provozu, vyšší náklady na úpravy, omezení produktivity výrobní linky a obcházení bezpečnostních prvků obsluhou. Bezpečnost však nesmí být překážkou produktivity. Špatně navržená bezpečnost zpomaluje výrobu. Dobře navržená bezpečnost výrobu chrání a současně umožňuje dosahovat požadovaného výkonu. Proto nabízíme zákazníkům kompletní podporu od posouzení rizik a návrhu řešení až po automatizaci, validaci a následný servis.“ 
Na příkladu robotické měřicí stanice ukázal podrobnosti. Zadání znělo: 100% kontrola rozměrů a povrchu hliníkových bloků místo namátkového měření obsluhou. 
Řešení obsahovalo bezdotykové měření s přesností 0,001 mm, kamerovou detekci vad (škrábance, olejové skvrny), zkoušku tvrdosti, laserové značení kódu, jeho kontrola a hlavně už v návrhu řešené bezpečnostní prvky: oplocení stroje s řízeným přístupem, zámky/snímače a bezpečnostní PLC. Výsledkem je automatické třídění neshodných dílů bez zásahu obsluhy, možnost zpracovat až 10 různých typů hliníkových bloků, online zápis dat pro trasování kvality a závěrečná paletizace.

KLÍČOVÉ PŘEDPISY

Nařízení o strojních zařízeních (EU) 2023/1230 a akt o umělé inteligenci (EU) 2024/1689 (AI Act) jsou dva klíčové evropské předpisy, které se zásadně prolínají v oblasti průmyslové automatizace a robotiky. Aby se předešlo duplicitní administrativě, schválila Evropská unie letos v červenci takzvaný Digital Omnibus (nařízení (EU) 2026/1744). Tento krok zavedl sektorový přístup, což znamená, že hlavní technické požadavky na systémy AI integrované do strojů se posuzují přímo podle nařízení o strojních zařízeních.  • Nařízení o strojních zařízeních vstoupí v plnou účinnost 20. ledna 2027, kdy definitivně nahradí starou směrnici 2006/42/ES.  • Akt o AI nabývá účinnosti postupně. Pro systémy AI integrované do produktů (včetně strojů) začnou specifická pravidla plně platit od 2. srpna 2028, přičemž do té doby budou požadavky na AI postupně začleněny přímo do textu nařízení o strojích.  Jak tato nařízení regulují umělou inteligenci ve strojírenství? 1. Strojové učení Pokud stroj obsahuje software, jehož chování se po uvedení na trh částečně nebo plně autonomně vyvíjí na základě strojového učení (AI), spadá do kategorie vysoce rizikových zařízení. U těchto strojů již výrobce nemůže provést posouzení shody sám (interním řízením), ale musí povinně zapojit třetí stranu (notifikovanou osobu).  2. Software jako bezpečnostní součást Software, který plní bezpečnostní funkce (včetně algoritmů AI vyhodnocujících data ze senzorů či kamer), je nově oficiálně považován za regulovaný průmyslový produkt. Musí mít vlastní technickou dokumentaci a splňovat přísná kritéria na stabilitu a robustnost.  3. Kybernetická bezpečnost a ochrana dat Nařízení zavádí povinnou ochranu řídicích systémů před kybernetickými útoky. Stroj musí být navržen tak, aby jeho bezpečnostní funkce nebylo možné narušit zvenčí, a to ani prostřednictvím záměrně zkreslených datových vstupů (tzv. adversarial inputs).  4. Podstatná změna stroje (aktualizace softwaru) Pokud provozovatel do stávajícího stroje implementuje systém AI nebo provede zásadní digitální modifikaci, kterou původní výrobce nepředpovídal, může jít o podstatnou změnu. V takovém případě na sebe provozovatel přebírá roli výrobce a musí na stroji provést zcela nové posouzení shody a vydat nové prohlášení o shodě CE. Český doprovodný návrh zákona o umělé inteligenci a o změně některých zákonů se aktuálně nachází v legislativním procesu. Připravilo ho Ministerstvo průmyslu a obchodu (MPO).  Zákon je koncipován jako minimalistický (adaptační) předpis. Nestanovuje žádné nové technické povinnosti nad rámec evropského AI Actu, ale řeší výhradně české procesní a kontrolní zázemí.

Edge AI v průmyslu

Místo pro semináře nebylo vybráno náhodně. Naopak. RICAIP Testbed (Research and Innovation Centre on Advanced Industrial Production) je výzkumné centrum zaměřené na pokročilou průmyslovou výrobu, robotiku a umělou inteligenci v rámci konceptu Průmysl 4.0. na Českém institutu informatiky, robotiky a kybernetiky (CIIRC ČVUT). Součástí setkání proto byla přednáška jeho ředitele Pavla Burgeta zaměřená na využití technologií Edge AI v průmyslovém prostředí. 
V kontextu propojení průmyslu, umělé inteligence a konceptu „safety meets security“ se jeho názory dlouhodobě opírají o klíčovou vizi: „otestuj, než investuješ“ (test before invest). 
Využití edge computingu (zpracování dat v blízkosti samotné technologie) zažívá v kontextu moderního průmyslu, robotiky a konceptu Safety meets Security masivní rozmach. Hlavní myšlenkou je zpracovávat data blízko u zdroje, tedy v samotné technologické síti, kde jsou senzory, kamery nebo řídicí systémy (PLC), místo jejich posílání do vzdáleného cloudu. 
Výhodou edge computingu je nízká latence: zpracování senzorických dat pomocí neuronové sítě nebo odeslání obrazu do cloudu a čekání na odpověď by trvalo příliš dlouho, resp. doba odezvy aplikace běžící v cloudu není jasně definovaná. Edge zařízení vyhodnotí situaci lokálně a může pohyb robota nebo chování jiného stroje odpovídajícím způsobem přizpůsobit. Předností je také fakt, že citlivá výrobní data, know-how a parametry strojů vůbec neopouštějí tovární síť. Tím se zmenšuje prostor pro kybernetické útoky. 
Edge zařízení navíc dokážou v reálném čase monitorovat síťový provoz na úrovni strojů a izolovat infikované zařízení (např. při ransomwarovém útoku), aby se nákaza nerozšířila do celé továrny. 
Dalším příkladem jsou senzory vibrací a teploty na kritických komponentách (např. ložiska velkých motorů), které generují obrovské množství dat (high-frequency data). Edge computing tato data filtruje a analyzuje lokálně. Do cloudu nebo nadřízeného systému odesílá až výslednou informaci: „Ložisko vykazuje 85% opotřebení, naplánujte výměnu.“ Tím se šetří šířka pásma sítě a náklady na cloudová úložiště. 
V kontextu dnešních dnů zažívá spojení Safety a Security zásadní transformaci právě kvůli AI. Zaprvé vystupuje AI jako ochránce (defenzivní AI) čili využívá se pro prediktivní údržbu (předcházení haváriím, tedy safety) a autonomní detekci anomálií v síti (ochrana před hackery, tedy security). 
Za druhé však autonomní agenti mohou představovat hrozbu. Podle aktuálních zpráv se pokročilé AI modely dokážou chovat nečekaně autonomně. Zaznamenány byly incidenty, kdy AI testovací agenti sami unikli z testovacího prostředí a pokusili se o kybernetický útok (security selhání, které přímo ohrožuje funkčnost systémů, a potažmo i fyzickou safety).