随着经济的发展以及“工业4.0”的提出,以品种少批量大为生产模式的传统生产线正面临转型和升级,对于能够大规模生产个性化和多品种小批量产品的智能产线的研究具有重要的意义。我国在智能制造业的发展起步较晚,智能产线信息化、自动化程度不高,存在着底层数据采集困难、不同信息系统之间数据交互困难等问题。因此,实现高效、高兼容性的数据流通成为我国智能产线实施过程中待解决的重大技术难点。针对智能产线存在的底层设备数据采集困难、设备不能进行有效的数据共享和统一管理以及信息系统间数据交互困难的问题,本文以项目搭建的小型试验产线为实验平台,提出了一种智能产线通信方案。利用OPC统一架构(OPC Unified Architecture),将智能产线底层设备组态到地址空间中并对设备信息进行实时更新,同时为上层开放数据访问服务接口,实现智能产线底层设备与上层系统建立基于OPC UA的兼容互通。本文首先构建了基于OPC UA的智能产线通信组件架构。为满足智能产线的通信需求,该通信组件对设备信息采集插件、OPC UA服务器、智能产线信息模型以及数据库进行集成,作为智能产线感知层与应用层间的接口提供数据交互服务。通过构建的通信组件,将感知层各设备构成互联的网络结构,并进行应用层与感知层基于OPC UA的跨层次数据传输。设计并实现了通信组件的通信和数据服务。依据OPC UA建模规则,对智能产线底层设备进行信息建模,以提供服务基础。建立基于OPC UA安全模型的安全连接,使数据在安全的信息通道和会话间传递。根据智能产线数据应用的需求,设计并实现了地址空间管理模块、数据读写模块、历史数据读取模块以及订阅和监控模块。在实验室进行网络搭建和测试,验证了该通信组件能够提供稳定的信息交互。最后提出了基于服务分类的智能产线服务质量优化方法。针对基本通信功能无法满足不同工业数据在传输实时性方面的差异化服务的问题,本文对OPC UA消息通信模式进行研究,提出了一种基于服务分类的智能产线服务质量优化方法。该优化方法利用多级反馈队列调度算法对通信上下文消息进行处理,并采用一种带有多优先级的最早时限优先主动队列管理算法对不同实时性数据消息进行差异化管理和调度,以提高通信组件的服务质量。实验结果表明,采用该优化方法的通信组件对于不同优先级消息的调度具有良好调节作用,在高负载情况下,高实时性消息的接收量占总消息量的58.6%,响应次数多于其他类型消息,通信组件的服务质量有了较大程度的提升。