精品（2021-2022年）资料面向于工业设备智能维护的实时嵌入式软件平台的研究.doc
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2022-11-22
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面向于工业制造业设备智能维护的实时嵌
入式软件平台的研究
一、项目的立项依据和国内外研究现状
1.1 立项依据（项目产生的背景）
制造业是反映一个国家生产能力、国民经济水平和综合国力的基础性、支柱性产业，是工
业化、现代化建设的发动机和动力源，是国际竞争中取胜的法宝。Internet 和 Web 技术的飞
速发展，大大加快了产品的设计、制造和服务速度，而其中，性能、速度和服务已成为影响
制造企业核心竞争力的三大重要因素。目前在我国，整个制造业在整个国民经济中占着非常
重要的地位，尤其是装备制造业。但是从目前来看，我国制造业也存在着一些迫切需要解决
的问题，主要表现在：
1） 制造业设备陈旧老化，生产出来的产品质量和数量并不匹配。不能满足市场经济对产品
质量的严要求，也不能适应同类的国外产品的公平竞争，尤其是加入 WTO 后。因此这
就需要对目前的制造业设备进行大规模的更新换代。其中对当前的制造业设备进行信息
化改造是目前公认的最佳的方案。从当前国外尤其是日本对工业化设备进行信息化改造
的过程和结果来看，应用嵌入式技术提升制造业的水平是不争的事实。日本制造业以世
界数一数二的品质和效率而自豪，它所凭借的就是嵌入式技术。嵌入式系统应用于工业
领域已有较长历史，近年来，嵌入式软件在提升制造业水平方面发挥着重要作用，一些
提供智能仪器仪表、自动化生产线的厂商，近年来取得了良好收益，并已成为利用信息
技术改造传统制造业的典型范例。
2） 工业设备尤其是制造业设备对嵌入式系统的实时性的严格要求对制造业设备的信息化、
智能化和自动管理化提出了挑战。从这几年我国嵌入式技术应用到工业设备的情况来看，
由于工业设备对工作环境、操作条件、速度、工作稳定性等方面都存在着自己独特的要
求，因此面向于工业设备的软件平台除了一般的 OS 要具有的特点如任务调度、同步机
制、中断处理、文件功能等之外，还需要具备以下要求：
更好的硬件适应性，也就是良好的移植性。
占有更少的硬件资源。
高可靠性，高稳定性。
高度实时性（可预测性）。
强大的网络支持功能，以便进行远程监控，数据传输和维护。
而从目前国内应用于工业设备尤其是制造业设备的软件平台来看，都存在着要么尽管实
时性能够满足要求，但是价格过高，维护费用昂贵。要么尽管免费的维修费用，但是实
时性不能满足要求，设备在运行过程中很容易出现“Breakdown”(运行故障)现象[1]。因
此提出一种面向于当前和未来工业制造业设备、具备高通用性、高可移植性和高度实时
性的软件平台是目前需要解决的迫切问题。
3） 随着信息化技术在工业生产过程中的不断深入应用，制造业中的设备一旦发生故障和失
效问题，将严重影响企业的市场竞争力。其主要表现在以下几点：
制造企业设备故障的突然发生，不仅会增加企业的维护成本，而且会严重影响企业
的生产效率，使企业蒙受巨大损失。据调查，设备的 60％的维护费用是由突然的故
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