随着车间智能化程度的提升,车间设备更加多元化,数控机床、工业机器人、AGV、PLC等嵌入式系统设备的投入极大提升了车间生产效率,但种类繁多的底层设备也使得车间通信协议繁杂,各种类各品牌的设备之间的通信方式难以统一,容易形成信息孤岛,这无疑给车间智能化带来了极大的困难,而可以对各类设备进行统一化通信的OPC UA技术无疑是解决该类问题的一种重要方案。因此研究如何将OPC UA技术应用于制造车间并在此基础上开发制造执行系统具有重要意义。本文首先论述了目前车间在智能化过程中因底层设备繁多而产生的各种问题,如各设备之间因为不同通信协议而无法交互,形成信息孤岛,并针对这类问题提出使用OPC UA技术来解决。同时分析了国内外智能制造和OPC UA的研究现状,对车间各类设备情况进行分析,并重点对机器人位姿相关概念以及ROS系统进行了讨论,阐述了OPC UA技术的基本概念、信息建模方法以及通信原理,创新性地将OPC UA与ROS系统及其它类型的传感器进行结合,并以某车间智能制造生产线为例,研究并给出了ROS机器人以及传感器的OPC UA信息模型,在此基础上提出一种基于OPC UA的车间通信架构,使用ROS系统和Python语言完成了OPC UA服务器程序的开发,使用Java语言完成了OPC UA客户端的开发,同时使用Gazebo仿真软件对ROS机器人通信进行了仿真实验。分析了车间需求之后,本文分析并给出了机器人各类工作状态的约束条件,讨论了MES系统(制造执行系统)设备监控模块的各类功能,设计了该MES系统设备监控模块的业务流程以及数据库表结构,并采用Java语言开发了基于OPC UA架构的MES系统设备监控模块。本文开发的基于OPC UA架构的设备监控模块使用ROS机器人仿真软件以及实际传感器进行了对比实验。实验结果表明,本文提出的基于OPC UA架构的MES系统设备监控模块对底层ROS机器人和传感器有着很好的监控效果,实现了不同设备的统一通信,能够很好地完成设备的数据采集任务,为车间底层设备的监控管理提供了一种很好的数据采集方案,有着良好的应用前景。