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现代工业实时操作系统应重点考虑工业互联网对泛在感知、互联、智能环境下的“人机物”融合发展趋势带来的新挑战。例如，云边端协同环境下的嵌入式软硬件耦合、资源受限、硬件异构、通信方式各异等情况，以及如何实现任务的优化调度和任意迁移等 [1] 。随着“工业4.0”和智能制造等的推进，对实时操作系统的深入研究越来越受到国内外科研团队的重视，取得了大量的研究成果。但是从整体上看，国内面向工业实时操作系统领域的研究还处于发展阶段，依然有很多具有挑战性的工作需进一步深入探索。本书围绕工业实时操作系统研究中涉及的关键技术及实际应用等问题，对当前国内外本学科相关研究现状进行了阐述与分析，并进一步统计了当前国内外市场主流的实时操作系统产品。
为确保操作系统内核的安全性和可靠性，华东师范大学的研究团队将形式化方法引入操作系统内核验证中，提出了一种通用性的操作系统内核自动化验证框架 [2] ，辅助解决软件系统基础组件的安全可靠问题。南京理工大学的研究团队搭建了一种基于SylixOS嵌入式实时操作系统的火控系统总体框架 [3] ，实现了弹道解算和火控命中过程的仿真。基于对飞行器飞行控制软件需求的分析结果，北京航天自动控制研究所的研究团队提出了一种基于战星嵌入式实时操作系统的多核分布式飞行控制软件架构 [4] ，提高了飞行控制软件的可靠性与安全性。针对目前相控阵天线控制系统在通信方面的高速、高实时、高稳定需求，西安交通大学的研究团队设计了一种基于RT-Thread和Zynq-7000操作系统的实时控制系统 [5] ，保证了系统执行处理的实时性和稳定性。针对现有基于MILS架构的嵌入式操作系统在出现运行故障后无法有效进行正确、安全迁移等问题，中国航空工业集团公司西安航空计算技术研究所的研究团队提出了一种嵌入式操作系统多级安全域动态管理架构 [6] ，保证了任务的动态迁移和功能重构。浙江大学的研究团队提出了一种基于人工智能的高可信嵌入式操作系统 [7] ，在不同任务数量、类别的情况下拥有较高的可信率、精准率及召回率。中国船舶重工集团公司第七一三研究所的研究团队设计了一种基于VxWorks的系统控制软件 [8] ，该软件在稳定性和快速性方面取得了较好的控制效果。南昌大学的研究团队设计了一种基于嵌入式技术的船舶操作系统通用软件架构 [9] ，实现了恶劣海洋环境下的船舶精确航线控制。