基于MES的智慧工厂车间生产数据通信协议设计与实现人物场景中的现场总线技术特点应用
摘要：本文提出了一种基于MES的智慧工厂车间生产数据通信协议，旨在实现MES制造执行系统与智慧工厂内智能制造终端之间的数据通信交互。本文拟定的数据通信协议具有独立的模块性，可定制、可扩展和可移植，使得所有自动化设备能够以统一方式与MES系统进行数据通信。
1 引言
智慧工厂是现代化工厂信息化发展的新阶段，是智能工业发展的新方向。为了实现从生产排产、数量统计、过程监控到设备管理等一体化管理模式，需要在工业现场总线布局、MES控制中心及智能制造设备等硬件就位后，定制相关稳定可靠的通讯协议。
2 智慧工厂生产数据交互
智慧工厂车间的一切作业都是根据MES系统发送的指令来进行，这要求 MES系统能给出准确无误的任务书及排产指令，并验证智能制造设备响应情况。同时，智能制造设备需要向 MES 系统上传实时数据并验证 MES 系统响应，如遇报警或故障，都需向 MES 系统发送报警提醒。
2.1 智慧工厂车间管理流程
智慧工厂车间的一切作业都是按照 MES 系統發送出的指令進行，這包括订单需求分析汇总、原材料采购质检期间通知生产部做好准备工作以及安排作业任务书。排产作业下达到車間後，自動設備開機前需要人為參與調試並首件確認后將微調后的工作参数上传入 MES 控制系統数据库中。
2.2 数据通信模块划分
本文设计了一个层次化结构，以保证高內聚低耦合，为实际应用提供标准基础。这一结构包括两部分，一为通用接口层（如 OPC UA 等），用于支持不同类型PLC和其他机器人的通讯；二为具体应用层定义（如 PLCHandler），用于定义具体操作步骤和参数传递格式。
3 智能制造设备状态机
本文提出的生产数据通信协议定义了七种主要状态——开机态、就绪态、运行态、挂起态、报警态、睡眠态和停机态，并详细描述了每种状态转移条件。通过对这些状态进行精确跟踪，可以实现对整个环境状况的大规模监控和控制。
4 通信协议运行流程
本文提出的通信协议被定义用来实现 MES 系統與智能製造設備之間正常通訊，上述所述各个环节均需同步运行。此外，本协议暂不限定物理层与数据链路层范围，但必须适配各种场景下的网络连接情况。
5 结论
通过上述内容，我们可以看出，在构建一个完善的人物场景中的现场总线技术特点应用体系时，不仅要考虑到硬件设施，还要注重软件方面尤其是关于如何建立稳定的内部沟通渠道，即如何让不同的“角色”有效地协同工作。在这种背景下，本文提出一种基于 MES 的智慧工廠車間生產數據溝通過程協議，其設計考慮到了現場總線技術在實際應用的重要性，並且對於提高整個生產過程效率有著積極作用。