对于信息系统部门的人来说，”虚拟化 “这个词是一个经常听到的词。它应该是一个非常熟悉的词，特别是如果你参与建设和维护服务器。然而，如果你是制造系统的工程师，可能有人会说：”我经常听到一些词，但我不知道细节”。让我们来看看生产系统和边缘 计算虚拟化之间的关系，以及虚拟化的定义和具体例子。
虚拟化定义
虚拟化的定义是 “隐藏和抽象出系统的技术细节”。
在信息系统中，通过对系统资源的抽象化，可以吸收操作系统和硬件的差异，从而使同一个程序即使在不同的操作系统和硬件上也能运行。这被称为确保可移植性。另外，在同时运行多个程序时，尽量在不知道对方程序的情况下运行这些程序。这样的技术对于多任务操作系统和在一个硬件上运行多个软件的服务器非常重要。
特别是在服务器中，系统资源如内存占用率和CPU占用率往往是过剩的，因此在一个硬件上安装多个服务器软件以有效利用资源是可以想象的。但是，根据服务器软件的不同，操作环境、用户和所要求的安全级别也可能不同，可能无法同时在一个硬件上操作。因此，有很多情况下，在服务器上安装了虚拟化软件。通过引入虚拟化软件，不同的软件可以在同一时间独立运行，而不知道对方的运行状况。
另一方面，生产系统中的虚拟化是一个相对较新的概念，最近才开始使用。基本上，它是 “隐藏和抽象系统的技术细节”，但它的一个特点是这些抽象是由IT技术完成的。
具体来说，就是在实际建造生产线之前，在计算机上再现工厂的生产线，模拟工人的动作、产量、布局等。它还包括使用IT设备来控制生产线和控制生产。可以这么说，它通过IT设备将生产线 “虚拟化”。
信息系统中虚拟化的好处和具体例子
虚拟化的优势毕竟是系统的自由度。例如，可移植性允许现有软件在不同的操作系统和新硬件上运行。也可以同时运行多个程序而不知道对方程序的行为。这可以降低系统的总成本，这对服务器来说往往特别有用。
另一方面，其缺点是虚拟化机制变得复杂，速度变慢。因此，在建立一个考虑到虚拟化的系统时，需要足够的硬件容量。
接下来，让我们看一下虚拟化技术的一个具体例子。
- MVS
MVS（Multiple Virtual Storage）是由IBM公司开发的用于大型机的操作系统，但它被称为世界上最快和最实用的操作系统。虚拟内存是一种可以称为 “内存空间虚拟化 “的技术，它是多任务操作系统不可缺少的技术。例如，假设在不支持虚拟内存的情况下，有多个程序在同时运行。在这种环境下，假设程序A将数据X写到一个内存空间。那么，如果程序B将数据Y写到同一个内存空间，会发生什么？之后，即使程序A试图读取数据，它也会读取数据Y，而且数据将不一致，所以程序A将不能正常工作。
因此，在程序B通过MVS写入数据Y之前，数据X被保存在一个外部存储设备中。然后，在程序A读取数据之前，它将数据X返回到内存。虚拟存储器的原理是执行这一操作，使程序A和B不知道它的存在。这允许程序独立运行，不受其他程序行为的影响。 - Java虚拟机
我想从事嵌入式系统的人经常听说Java。Java是一种编程语言，但同时它又有 “虚拟机 “的一面。一般来说，Java编译器不输出本地代码（可以直接被CPU执行的代码），而是输出中间代码。这种中间代码是一种可以由Java VM（Java虚拟机）执行的代码形式。中间代码的执行速度比本地代码慢，但即使操作系统和硬件配置不同，如果你为该操作系统和硬件准备了一个Java虚拟机，你就可以执行普通的中间代码。
嵌入式系统有各种类型的操作系统，用于不同的目的，开发一个Java VM往往比为所有的操作系统准备一个编译器要容易。JavaVM的优点是可以吸收操作系统和硬件的差异，执行通用的中间代码。由于这个原因，Java经常被用于嵌入式系统中。 - WINE
“WINE “是在Linux上运行Windows应用程序的软件。它是一种在Linux和Windows应用程序之间的模拟器，在API（应用程序编程接口）之间充当桥梁。从吸收操作系统差异的角度来看，这种类型的模拟器可以说是虚拟化的一种。
生产系统的虚拟化和具体例子
另一方面，生产系统的虚拟化有什么好处？
通过在计算机上再现工厂的生产线，并对生产线进行模拟，可以在实际开始生产之前检查和改进各种问题。通过使用IT设备管理生产，也可以提高生产效率，节省劳动力。
在对生产系统进行虚拟化时，特别是利用IT设备进行监控和生产控制时，问题在于制造设备的控制协议和数据格式是不同的。制造设备制造商通常采用最佳控制协议和数据格式，以最大限度地提高其制造设备的性能。现在有一种运动，要建立这些统一的标准，但目前的情况是，这些标准还没有实现。
因此，可以设想在制造设备的控制系统和云服务器之间引入一个边缘 服务器，并在边缘 服务器上进行操作以吸收这些差异。这样，从云服务器的角度来看，数据格式和控制协议看起来都是一样的。因此，这样的系统也可以被称为 “虚拟化”，因为它吸收了制造设备之间的差异。为此，引入边缘 计算，具有同时实现制造设备的监控和速度的优势。
此外，如果边缘 服务器本身是虚拟化的，就可以用一个硬件独立监测多个生产设备的边缘 服务器，以后还可以添加软件。这也将减少运行成本。
虚拟化技术和边缘 计算
我们从信息系统和生产系统两方面考察了虚拟化的意义和具体实例。生产线上生产设备的控制协议和数据格式的差异往往是现场的问题，但通过边缘 计算来吸收这些差异是有效的手段之一。此外，如果边缘 服务器本身是虚拟化的，就有可能围绕生产线灵活地建立一个系统。此外，由于边缘 服务器可以进行改造，因此可以在利用现有设备的同时逐步实现工厂的虚拟化。在此背景下，是否支持虚拟化是部署边缘 的一个重要考虑因素。
