下一代工业控制系统对虚拟化的要求

核心观点与关键数据

背景与挑战
当前工业控制系统多采用30年前的老旧架构，存在灵活性差、维护成本高、数据分析困难等问题，难以满足现代工业需求。虚拟化技术成为工业4.0的关键催化剂，通过将专用硬件设备（如PLC、DCS、SCADA）迁移至COTS服务器，可降低成本、提升效率并支持工业物联网（IIoT）发展。

解决方案
Wind River® Titanium Control作为安全、本地化的云基础设施平台，专为工业控制系统设计，满足高可靠性、管理性、性能、安全性和开放标准需求。其基于电信领域验证的NFV架构，提供99.9999%的可用性，远超标准IT平台。

关键特性

1. 工业级可靠性

   • 六九级（99.9999%）可用性，通过双节点或以上部署实现
   • 自动检测并快速恢复硬件/软件故障（VM故障500ms内检测，IT平台需超1分钟）
   • 支持热迁移（DPDK VMs<150ms中断）和零停机升级

2. 综合管理

   • 无需独立安装节点，自动发现资源，简化部署
   • 远程监控、告警、分析，支持带外维护
   • 在线补丁和滚动升级，支持冷/热迁移

3. 性能与可扩展性

   • 低延迟（平均主机/客机延迟2/3μs），通过KVM优化实现确定性中断延迟
   • DPDK加速虚拟交换机（吞吐量比Open vSwitch高40倍）
   • 动态CPU扩展，实时调整VM资源

4. 安全性

   • 行业首创虚拟可信平台模块（vTPM）实现硬件级安全延伸至VM
   • UEFI安全启动，所有系统组件签名验证
   • 网络级AAA认证（RBAC、密码策略）及外部接口防火墙

5. 开放标准

   • 基于Linux、KVM、OpenStack、Ceph、DPDK等开放组件，并进行工业级优化
   • 支持Linux、VxWorks、Windows等标准客机系统
   • Titanium Cloud生态圈整合第三方安全组件，提供预验证解决方案

结论
Titanium Control通过虚拟化技术解决工业控制系统老旧架构的痛点，在可靠性、管理性、性能、安全性和开放性方面均满足工业级要求，助力企业降本增效并加速数字化转型。其架构设计、功能特性及生态支持使其成为关键基础设施的理想选择。