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中国智能制造参考架构模型结合智能制造技术架构和产业结构，从系统架构、价值链和产品生命周期三个维度构建了智能制造标准化参考模型，这有利于认识和理解智能制造标准的对象、边界、各部分的层级关系和内在联系，如图1-14a和b所示。
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参考架构最底层的总体要求包括基础、安全、管理和可靠性等，以支撑智能制造、急需解决的通用标准和技术。第一个层次是智能制造中关键的技术装备，这一层次的重点不在于装备本身而更侧重于装备的数据格式和接口的统一。第二个层次是工业互联网，包括核心软件和平台技术、工业网络技术、安全保护体系、测评等。第三个层次是智能工厂，包括工厂体系架构、制造系统互操作性、诊断/维护与优化等，依据自动化与IT技术的作用范围划分为工业控制和生产经营管理两部分。工业控制包括DCS、PLC、FCS和SCADA等工控系统，在各种工业通信协议、设备行规和应用行规的基础上，实现设备及系统的兼容与集成。生产经营管理在MES和ERP的基础上，将各种数据和资源融入全生命周期管理，同时实现节能与工艺优化。第四个层次实现制造新模式，通过云计算、大数据和电子商务等互联网技术，实现离散型智能制造、流程型智能制造、个性化定制、网络化协调制造与远程运维服务等制造新模式。第五个层次是服务型制造，包括个性化订制、远程服务、网络众包和电子商务等。第六个层次是上述层次技术内容在典型离散制造业和流程工业中的实现与应用。
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图1-14 中国工业4.0参考架构模型
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图1-14 （续）
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智能制造之路：数字化工厂 第2章 智能工厂方案与体系
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随着产品需求及随之而来的设计制造过程转变，全球制造业发生了前所未有的改变，智能产品的复杂性被视为对创新领导者在制造上的全新挑战，这势必会加速全球竞争。但是，以往的制造技术、制造理念以及对于制造过程的管控能力已经跟不上时代需求，无法承担起产品自主创新的重任，而软件工程和电子技术正在驱动产品创新与制造走向新的水平，这势必会掀起新的产品创新机遇。
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智能特性作为现行制造系统的核心功能，是构成智能制造系统的核心与主要驱动力。在智能制造系统中，人类的部分脑力劳动被机器所替代，计算机能够模仿人的思维方式，进行条件判断、数据分析、资源管理、调度决策等行为。人类与机器之间的关系也不是对立的，而是相互合作、共同协作的，从而有助于建立起高度柔性的智能系统。智能制造系统不是简单的人工智能系统，而是在人工智能的辅助下，人与机器和谐相处，各自发挥自己的优势，其中人依然是整个过程的核心。
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智能制造系统的关键体现在智能工厂上，而产品制造从诞生开始，经历了自动化、数字化过程，在此基础上，借助物联网技术可实现设备的互联互通，实现智能工厂架构的纵向集成，并借助跨层级的数据传输能力建立自下而上的数据通道，为绿色、节能且环保的生态型智能工厂的建立提供组件基础。基于此，智能工厂已经初步具有自律、自组织能力，可采集底层数据并对其进行详细分析，还可针对特定条件下的生产情形进行判断以及逻辑推理。同时，通过三维建模等可视化技术，现实物理世界可与虚拟世界进行无缝融合，将仿真融入产品的设计与制造过程中。并且，各个子系统之间能够相互协调、动态重组，整体上具备了自我诊断、自行维护能力，更好地为制造产业提供实现手段。
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智能制造之路：数字化工厂 2.1 智能工厂的体系架构
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2.1.1 智能工厂的架构与功能定义
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智能工厂是实现智能制造的基础与前提，它在组成上主要分为三大部分（见图2-1）。在企业层对产品研发和制造准备进行统一管控，与ERP进行集成，建立统一的顶层研发制造管理系统。管理层、操作层、控制层、现场层通过工业网络（现场总线、工业以太网等）进行组网，实现从生产管理到工业网底层的网络联接，满足管理生产过程、监控生产现场执行、采集现场生产设备和物料数据的业务要求。除了要对产品开发制造过程进行建模与仿真外，还要根据产品的变化对生产系统的重组和运行进行仿真，在投入运行前就要了解系统的使用性能，分析其可靠性、经济性、质量、工期等，为生产制造过程中的流程优化和大规模网络制造提供支持。
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（1）企业层——基于产品全生命周期的管理层
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企业层融合了产品设计生命周期和生产生命周期的全流程，对设计到生产的流程进行统一集成式的管控，实现全生命周期的技术状态透明化管理。通过集成PLM系统和MES、ERP系统，企业层实现了全数字化定义，设计到生产的全过程高度数字化，最终，实现基于产品的、贯穿所有层级的垂直管控。通过对PLM和MES的融合实现设计到制造的连续数字化数据流转。
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（2）管理层——生产过程管理层
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管理层主要实现生产计划在制造职能部门的执行，管理层统一分发执行计划，进行生产计划和现场信息的统一协调管理。管理层通过MES与底层的工业控制网络进行生产执行层面的管控，操作人员/管理人员提供计划的执行、跟踪以及所有资源（人、设备、物料、客户需求等）的当前状态，同时获取底层工业网络对设备工作状态、实物生产记录等信息的反馈。
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（3）集成自动化系统
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自动化系统的集成是从底层出发的、自下而上的，跨越设备现场层、中间控制层以及操作层三个部分，基于CPS网络方法使用TIA技术集成现场生产设备物理创建底层工业网络，在控制层通过PLC硬件和工控软件进行设备的集中控制，在操作层有操作人员对整个物理网络层的运行状态进行监控、分析。
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智能工厂架构可以实现高度智能化、自动化、柔性化和定制化，研发制造网络能够快速响应市场的需求，实现高度定制化的节约生产。
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