圖片本文圖片來源 ：貝加萊

　　製造企業需要一個標準封裝的架構來簡化複雜工作

，以提高工程開發效率
，exOS使得IT世界豐富的計算資源和OT世界的控製之間形成協同
，以滿足數字化轉型的需求。

　　數字化
，在於借助數字設計、分析
、運營工具來深挖生產中的潛能，以提升品質、成本和交付能力。市場的需求

、技術的推動、企業自身的創新內驅力
，使得對於用於解決分析、優化、策略問題的計算任務更為強烈的需求。並且，這些任務必須有效的與現場控製任務緊密結合，形成一個更大的閉環。

　　控製與計算融合的需求普遍存在

　　在電子及半導體、光伏


、鋰電、製藥、熱處理等眾多的裝備領域
，即使不考慮今天所謂的“數字化轉型”的趨勢
，這些領域對於數據的需求也是早就大量存在的。

　　大量的計算類軟件需要運行在 IT 係統上
，例如

，對於產品設計與工程驗證的平台而言，今天
，不僅這些軟件需要仿真，同時也要與運行時（Runtime）軟件之間的交互
，就像MATLAB/Simulink 與控製係統平台之間的交互。生產的運營分析軟件需為品質與生產的改善提供數據報表支持，並且，能夠下發改善指令給 OT的實時控製係統。而工藝分析師則從這些數據挖 掘 最 優 的 參 數 組 合
，能夠實時的下發給控製係統。人們同樣希望AI 能夠在大量的數據中尋找提升質量
、降低成本、參數優化方麵的能力—並學習隱藏在技師大腦中的經驗，將其顯性化
，並用於知識的複用。

　　這些 “邊緣計算”的任務通常需要借助OT 的采樣、傳輸
，再經由 IT 軟件的分析
、優化，然後再經由 OT 執行
，形成大的閉環。但是， 長久以來
， 在 IT 與 OT 世界之間有著較大的差異。首先，為了獲得通信的實時性和確定性，工業通常采用了輪詢或令牌機製如 POWERLINK

、PROFINET

、Ethernet/IP 等，而 IT 網絡則采用了“盡力而為”的設計思想。在操作係統方麵，工業任務基於“等時同步”的設計，而采用了實時操作係統（RTOS）

，而 IT 係統則基於搶占式多任務的通用操作係統如 Windows。

　　在應用程序開發方麵
，OT 通常開發基於IEC61131-3, 或者 C/C++ 這樣的控製任務。但是，對於很多 IT 係統
，Java、Python、Docker 則更好的發揮優勢，在商業世界裏積累的代碼
、算法
、軟件
，是豐富的可用資源，如同金礦一樣有待挖掘
，為產業所用。

　　這些差異導致了 IT 與 OT 之zhi間jian產chan生sheng的de融rong合he壁bi壘lei，並bing非fei不bu能neng連lian接jie。但dan是shi，它ta導dao致zhi了le非fei常chang多duo的de額e外wai工gong作zuo，例li如ru為wei係xi統tong所suo增zeng加jia的de額e外wai硬ying件jian轉zhuan換huan和he軟ruan件jian接jie口kou的de工gong程cheng量liang。因yin此ci
，需xu要yao一yi個ge標biao準zhun封feng裝zhuang的de架jia構gou來lai“簡化”這些複雜工作

，以提高工程開發效率，使得 IT 世界豐富的計算資源和 OT 世界的控製之間形成協同
，以滿足數字化轉型的需求。

　　exOS- 消除障礙

，推進協作

　　解決產業問題，就是創新的源動力。作為開放自動化技術的引領者
，貝加萊一直致力於將 IT 技術引入 OT 領域
，解決用戶的問題，而 exOS 就是為此尋找的解決方案。exOS，貝加萊最新推出的 Enhanced Cross-over Operting System- 增強為跨界操作係統，它是一個旨在將 IT 與 OT 世界連接的技術，為機器製造商提供了更為廣泛的創新設計可能性。

　　exOS 要解決在周期性、確定性的 OT任務和互操作性、事件驅動的 IT 任務之間尋求連接的橋梁
，如圖 2 所示，左側為 OT 中的確定性與周期性任務，右側為 IT 的互操作與事件驅動型任務
，它可以基於 Python、Java
、Docker、雲端任務開發。

圖 2 ：exOS 設計為連接 IT 與 OT 間搭建橋梁。

　　exOS- 一個中間自適應接口

　　exOS 是一個跨界的操作係統，它為基於 Linux 的平台軟件， 與基於貝加萊RTOS( 即
，貝加萊的 Automation Runtime) 之間實現高效項目管理、數據動態交互、代碼下載與安裝、配置、應用同步
、診斷與維護
，提供了一個可以被理解為“中間自適應接口”。中間是指它的橋梁作用
，而自適應是一種“化繁為簡”的能力，接口，代表著標準與規範。總之，exOS 要把 IT 和 OT 連接工作簡化到一個盒子中，讓用戶不用顧慮連接之煩，而隻關注各自的任務。

　　exOS 為 Linux 程序和貝加萊 RTOS 上的應用程序提供了集成功能
，它使得兩者可以在各自的環境對稱運行，並進行數據交互。exOS 包括了一個用戶友好的 API，用於高性能數據交換
，該 API 可確保過程數據在控製器的操作係統和Linux 之間輕鬆、緩衝通信，且始終保持在 mS 範圍內。

　　習慣於在 Linux 環境開發的工程師隻需將開發的 Linux 應用程序作為 exOS 的軟件包導入 Automation Studo，並通過Automation Studio 對項目進行管理。Linux 的開發環境軟件例如 Visual Studio
、Eclipse。

　　對於機器的遠程維護而言，exOS 平台也提供了 IT 世界通用的遠程桌麵技術來訪問現場機器，使得服務人員快速診斷問題，貝加萊為用戶提供了 Linux 程序和控製器操作係統中所有錯誤消息記錄。

　　exOS 價值 - 廣泛的生態資源享用

　　exOS 的意義在於讓傳統的自動化從控製擴展到計算世界，並借助於計算世界的豐富資源來為我所用，Linux的生態係統豐富且多樣的資源就像金礦一般
，像 Java

、Phython、SQL、C#
、Docker 等工具，可以應用於開發各種數據分析與智能應用程序，他們有大量可用的代碼、算法
，以及熱情的全球海量程序員資源。如圖 3 所示，它將 Linux 這個生態中的資源為工業所用，帶來巨大的經濟性。

圖 3 ：Linux社區還有很多軟件，他們可以被直接與Automation Studio 來協同。

　　僅需一台工業 PC 或平板

　　運 行 exOS， 機器製造商隻需要一台貝加萊的Automation PC 或 Panel PC。Automation Runtime 和Linux 在同一設備上運行，一起執行 Linux 應用程序與循環控製應用程序。

　　貝 加 萊 的 工 業 PC
， 無 論 是 以 機 架 形 式 存 在 的Automation PC 還是以工業平板形式存在的 Panel PC，均支持 Hypervisor 技術
，它可以將多核處理器用於運行Linux 或 Windows，以及 RTOS-Automation Runtime。在軟件上，exOS 作為兩個操作係統間的中間接口
，為其進行係統配置
、交互與運行。

圖4：exOS可以運行在貝加萊的 APC 或 Panel PC 上。

　　exOS 的應用場景分析

　　01 塑料工業中的數據軟件 MongoDB

　　生產數據必須存儲在數據庫中以進行質量控製。例如，運行在Linux 中的 MongoDB。另一方麵，機器控製軟件則運行在 Automation Runtime 中。exOS 可以將兩者結合到Panel PC 910 上的虛擬機管理程序配置中。exOS 實現的高效維護有助於最大程度地減少硬件更換後的停機時間。

　　02 噴漆室的機器學習應用於維護

　　機器學習（ML）可用於優化維護。Tensorflow ML 模型運行在Automation PC 2200 上的 Linux 中。它通過 exOS 接口接收專用的 X20 PLC 中的數據。exOS 不僅使集成變得快速
，而且使連接變得輕鬆。

　　03 無人駕駛輸送係統

　　自主輸送係統是基於機器人平台。動態路徑規劃是在 Linux 下的 ROS 中執行，而運動控製任務則是在 Automation Runtime 中進行處理。通過exOS

，兩者可以在虛擬機管理程序配置中完美同步，並且被加載到 Automation PC mobile 3100 上。

　　跨界創新 - 善假於物也

　　《荀子 . 勸學》中說“君子生非異也，善假於物也”。貝加萊通過一個 exOS，搭建了 IT 與 OT 連接的橋梁。在今天，機器的智能開發中

，越來越多的場景如機器視覺的缺陷分析、參數尋優、預測性維護
、仿真分析等軟件，以及數據呈現應用、三維、AR/VR 的任務都會讓機器更加強大。目前，在貝加萊 Automation Studio 新的 4.10後已經發布了 exOS 的支持。