數據采集是智能工廠實施MES的基礎，需要采集實時數據。而傳統(tǒng)MES大多掃描采集和手動輸入數據，不僅存在延時，而且存在一定的人為主觀誤差。同時，由于不同企業(yè)采用軟硬件環(huán)境不同，異構的軟硬件環(huán)境中，使得MES與其他信息軟件和設備集成是需要定制，這更加提高了集成的難度。因此將OPC UA運用到智能工廠MES中，實現智能工廠數據自動采集和無縫交互集成。采用OPC UA標準接口通信技術，處理異構多源數據，實現異構軟硬件集成策略，完成企業(yè)完整信息化建設。

智能工廠體系架構

智能工廠可以分為兩部分，現實實體與虛擬模型?，F實實體是物理層面的實體工廠，包含車間、生產線和智能設備等生產制造資源。虛擬模型是賽博空間中的虛擬數字化工廠，運用實體工廠實際生產過程中產生的數據以及生產信息進行數據建模仿真分析等，對生產過程進行迭代優(yōu)化，實現流程最優(yōu)。

實體工廠與虛擬工廠間相互作用相互支持：實體工廠為虛擬工廠提供數據與生產信息，是虛擬工廠的基礎；虛擬工廠通過對數據信息的分析，為實體工廠不斷提供生產最優(yōu)方案，使其達到高效的生產效率、優(yōu)質的產品質量以及低耗的能源使用的生產制造。而制造執(zhí)行系統(tǒng)MES是智能工廠不可缺少的部分，是實現虛擬工廠與實體工廠信息通信和融合的關鍵，在此起到中間“橋梁”的作用。

在虛擬制造過程中，制造執(zhí)行系統(tǒng)MES采集實際制造中的生產數據，為其提供建模依據。虛擬制造模擬最優(yōu)制造流程，MES以此進行生產排程，安排生產資源進行生產。在實際制造中，制造執(zhí)行系統(tǒng)則對制造過程進行實時的監(jiān)控與調整，進而使得制造過程體現出自適應、自優(yōu)化等智能化特征。

智能工廠MES系統(tǒng)總體架構

智能工廠MES是一套閉環(huán)式的信息化整體解決方案，包含從原料、計劃、生產、包裝、配貨到發(fā)貨等環(huán)節(jié)的生產全過程精益管理，使管理者能夠即時準確的掌握工廠狀況。同時，系統(tǒng)融合了LEAN、6SIGMA、TQM等管理思想，幫助制造企業(yè)提升組織的營運效率，縮短交期，降低成本及提高質量。

其中各業(yè)務模塊（生產排程、車間資源管理、物料管理、質量管理、追溯管理、生產管理、車間監(jiān)控管理以及統(tǒng)計分析等）可以通過業(yè)務模型開發(fā)平臺快速進行二次開發(fā)。其中DMP為數據管理平臺，是將來自不同來源的數據以及不同結構的數據進行統(tǒng)一整合歸納，得到統(tǒng)一標準數據，以便應用到業(yè)務模塊。

在傳統(tǒng)MES系統(tǒng)中，前期快速構建設備數據采集、業(yè)務處理等應用，而對于今后頻繁變化的業(yè)務部分（如添加異源硬件設備的接口等），是通過封裝變化、動態(tài)擴展的方式來應對。而在智能工廠MES中運用OPC UA統(tǒng)一接口技術，處理異構多源數據，實現異構軟硬件集成策略，完成企業(yè)以MES為核心的完整信息化建設。

關鍵技術

OPC UA是一個不依賴平臺的標準，具有更高的安全性和可靠性。從原來局限于Windows系統(tǒng)的OPC技術，擴展完善到了Linux、Unix等各種系統(tǒng)，完成跨平臺的發(fā)展。OPC UA被映射到一種通信協議（如TCP傳輸控制協議）上，數據可以不同形式編碼（如UA二進制形式或可擴展標記語言/文本形式）傳輸，標準化各個系統(tǒng)和設備接口，讓它們間在任何網絡中能進行無障礙通信。

針對改善傳統(tǒng)信息通信的復雜度，實現控制層與MES間的數據雙向通信，在智能工廠MES運用OPC UA統(tǒng)一規(guī)范，標準化MES外部和內部各模塊之間的接口通信，使用這種標準化機制來確保簡單清晰的數據交換，方便后期維護，提高MES系統(tǒng)穩(wěn)定性。這樣確保始終與制造商無關，任意設備只需提供OPC UA Server就可與任何系統(tǒng)進行信息通信。MES基于OPC UA集成上下層，與傳統(tǒng)相比優(yōu)勢在于結構簡單，開發(fā)工作量小，而且數據傳送速度快穩(wěn)定，可靠性高。

因此，在構建智能工廠MES過程中，運用OPC UA接口技術，解決車間智能設備和控制系統(tǒng)的異構集成問題，實現系統(tǒng)在信息模型層次上的互操作。實現MES自動采集工廠數據，跨平臺無縫集成下層控制系統(tǒng)以及上層的企業(yè)資源系統(tǒng)。