我们知道，在今天很多工厂中，操作员需要维护多个服务器来运行多个应用，完成不同功能。因为需要维护和占用空间，每个服务器对工厂而言都增加了负担，且需要大量的电力和冷却。为了保证设备正常运行，日常还要对硬件和操作系统（OS）升级，以及复杂的系统管理。工厂的运行压力要求降低整体拥有成本，降低员工的薪资。
因为以上问题的提出，所以要减少服务器的数量。工厂采用一种优先级的排队方法——逐个删除不需要的服务器，同时降低了维护和运行成本。但它们不能降低整个工厂的可靠性，这就是虚拟化可以施展的舞台——利用大量不用资源。当今的服务器允许多个操作系统和应用同时运行，用简单的话说，虚拟化就是把一个物理服务器分解成多个虚拟服务器。
虚拟化的过程就是把称为管理程序的软件层直接插入计算机的硬件之上。管理程序层呈现出多套“虚拟硬件”，包含相同的组件，像一个通用机（比如，母板，芯片组，等）。对于一个操作系统，虚拟硬件与一个通用机是一样的。虚拟软件使原来运行在多个计算机的应用运行在一个服务器上。
虚拟硬件，与虚拟盘、操作系统和应用一起，可以封装在单一的文件套装中，被称为虚拟机。允许多个虚拟机运行于单一的硬件组上。虽然使用同一个物理硬件，管理程序能确保它们之间完全隔离。这就防止了把一个虚拟机中的问题传给另一个虚拟机，可以把一个虚拟机从一个物理机移到另一个物理机，就像它没有安装在同一个硬件上。
这种方法具有4个主要优点，因此吸引了全球制造商的注意：
■ 大大减少了PC的硬件数量；
■ 减少了操作系统和硬件频繁变化所带来的影响；
■ 简化了整体系统的管理；
■ 提高了可用性、可靠性和灾难恢复能力。
PC硬件性能
在竞争的市场中，PC硬件的制造商都要面对提高机器性能的压力。当然也需要提高应用性能，但对比PC 性能的增长，对应用性能的要求相对较慢，结果使机器的性能没有得到充分利用。这个多出的能力可以用于执行其他任务。利用这种能力的方法是在一个操作系统上同时运行多个应用。然而，这可能产生应用之间的不兼容或性能冲突，以及不同应用运行在不同操作系统等问题。
利用虚拟化，多个虚拟机可以在单一物理机上，在它们各自的操作系统和应用环境同时运行。当保证每个虚拟机都具有适当资源，执行给定任务并保持彼此隔离时，可以达到既定目标。通过这种合并，硬件资源使用最大化，减少了对多个物理机的需求。此外，减少了服务器，也相应减少了空间、电力、冷却和维护，减少了工厂的运行成本。
虚拟化也使工厂更容易扩展任务，而不用增加新的硬件。在物理服务器上能够连续增加虚拟机，只要有足够的可用资源满足它们运行需要。因为多个应用运行在同一个计算机硬件上，所以它们之间可以通信，提高了性能。这也删除了网络硬件，包括交换机和路由器。
操作系统和硬件升级
工厂操作员和制造商经常面对的挑战是：技术的快速发展造成硬件与操作系统的分离，并且需要经常升级。反映到流程控制运行中——操作员不喜欢这种变化。经理们也反对工厂中核心资产的变化，因为维护费用非常高昂，特别是有些维护与他们无关。何况经理们很难马上看到升级操作系统或硬件带来的投资回报与切实收益。
虚拟化可以帮助用户使用现有的硬件，只要它能提供执行一个应用所需的最小等级。这样工厂可以减少系统硬件的成本。在一个很长的周期里，运行在同一物理硬件上的能力不再依赖硬件本身，而是依赖于它能够支持什么样的虚拟化环境。
当硬件需要升级时，虚拟化可以使工厂可能的中断最小化，因为不需要重新安装操作系统。应该感谢虚拟化的这种先进性，因为在更换硬件时，计算机的操作系统和应用不用停机。
管理容易
虚拟化支持“一次建造，多次扩展”的特性。它把硬件配置、操作系统和应用程序包含在一个“封装”中。这种封装的新实例几乎都相同，因此减少了配置错误和安装时间，保证了可靠性和可重复性。部署一个新结点的时间只要几分钟，对比传统的方法需要几星期。
虚拟化改进了诊断，操作员可以监视系统性能，访问任何结点的桌面。能够从单一集成的用户界面观察整机的健康和状态信息。操作员从同一界面可以停止、启动和重启一个结点。
远程管理更为简单。一台物理系统需要一台专用的远程桌面和管理计算机，但使用虚拟化控制台的远程访问功能相当于免费。
提高了可用性和可靠性
虚拟化提供了多种新功能，例如：保护控制中心，这在过去是不可能的。先制定灾难恢复计划，然后测试，当控制中心灾难发生时，执行故障切换，把中心切到初级控制室。这就提供更快、更可靠的灾难恢复保护。
虚拟化还能帮助用户应用归档，具有更高的可用性。比如：
■ 快照可立刻对某个时间点的过程回放。
■ 用户可部署一个公共的数据库，可以被多个虚拟机所共享。
■ 如果硬件失效，它可以被不同的硬件所替代，不影响虚拟机运行。
实际用户举例
位于路易斯安娜州盖斯马的霍尼韦尔专业原料公司，成功地应用了虚拟机技术，减小了基础架构、维护成本和电力消耗。虚拟计算机系统最初在离线状态测试和开发。当这个项目成功后，工厂的操作员培训系统（OTS）也使用了虚拟化，并且在一个生产环境中部署。
除了离线流程开发和OTS系统，所有4个先进流程控制应用安装在4个虚拟服务器中。他们相关的维护和开发应用放在另外的2台虚拟服务器上。所有6台虚拟机（VM）然后加载到一个物理服务器上，运行在VMware的vSphere 虚拟平台上。
现在进入了第二年，这些功能已经成功地运行在一个真正的虚拟环境中。虚拟化技术带来的收益包括：
■ 企业资源和应用提高了效率和可用性；
■ 节省了硬件安装和工程用时，因为虚拟化系统减少了部署成本；
■ 增加了易用性，使用虚拟平台容易配置与克隆；
■ 简化系统维护；
■ 先前测试可提高用户自信心；
■ 可以对虚拟机进行更改、拷贝和替换，就像对一般的文件操作；
■ 低安全需求和低风险环境使测试和开发具有更大的灵活性。
事半功倍
因为提高了控制系统服务器的利用，虚拟化帮助工厂达到了投入产出最大化的目标。操作员能够使用这项技术减少服务器占用空间，同时保证了他们操作物理空间，减少硬件升级带来的中断，使系统容易维护。虚拟化是一种高效率，高性价比的解决方案，为用户增加可靠性，减少运行成本，同时保证了安全和生产率。
其实，如果把多台服务器甚至世界上所有的服务器进行虚拟化，就是云。