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。该协议涉及数据通信交互的一系列内容，包括数据交互方式、格式等。本文拟定的数据通信协议连接了生产控制中心的MES系统与智慧工厂内的智能制造终端，是实现MES系统与智能制造终端之间正常数据通信的一种约定。该协议具有独立的模块性、可定制、可扩展和可移植性，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。

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。它通过基于MES系统与智能制造设备通讯对接，实现从生产排产到过程监控再到报警故障管理等一体化管理模式，从而使管理人员清晰掌握生产流程。此外，智能制造设备能接收来自MES下达的数字作业指导书，而 MES亦能即时正确地读取生产线数据，提高生产过程可控性。

图1展示了智慧工厂中不同部分如何通过现场总线应用来进行无缝交流。在这种架构下，一个关键组成部分就是设计稳定可靠的人物场景下的通讯协议，这样可以确保不同的硬件和软件组件之间能够顺畅地沟通并协同工作。

2 智慧工厂车间管理流程

车间管理是指对车间所从事活动进行统一计划、组织、指挥、协调和控制的一系列工作。这包括根据订单需求安排作业，并结合实时运行状态给予机器安排任务书。此外，还需要检查制造设备和设施是否准备就绪，并根据排产情况合理安排作业任务书。

图2显示了这一过程中的各种步骤以及如何通过各个环节传递信息。首先，在收到新的订单后，由于原材料可能不足，因此需要通知采购部门在规定期限内采购。在此期间，同时通知生产部门做好准备工作，并检查设备状态以便合理安排作业任务书。一旦参数被微调并确认，即开始自动作业。

3 数据通信模块划分

为了满足高效且灵活性的要求，本文提出的生产数据通信协议遵循模块化、高內聚低耦合设计思想，以支持未来标准化推进。本方案采用XML格式对所有交换文件进行打包传输，其结构如图3所示，该结构展示了消息层级别及其相应功能，如消息头部定义（用于标识消息类型）以及实际业务逻辑（包含具体操作或查询请求）。

4 通信模型运行流程

本方案将提供一种标准方法来处理所有人为参与及自动操作相关事务，以确保每一步都按照预设规则执行。例如，对于开启或关闭某个机器人的命令，我们必须确保这些命令被成功接收并准确执行，无论是在MES系统还是在PLC（程序逻辑控制器）上都是如此。如果出现任何问题，如命令丢失或者错误响应，那么我们应该立即采取措施解决这个问题，以防止进一步的问题发生。这意味着我们的解决方案不仅要考虑技术上的实施，也要考虑实际操作人员如何使用它们，以及他们如何理解这些工具来完成他们日常任务。