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一、数据采集和管理
数据是智能工厂建设的血液，在各应用系统之间流动。
| 智能工厂运转过程 | 产生设计、工艺、制造、仓储、物流、质量、人员等业务数据，这些数据可能分别来自ERP、MES、APS、WMS、QIS等应用系统 |
| 生产过程 | 及时采集产量、质量、能耗、加工精度和设备状态等数据，并与订单、工序、人员进行关联，以实现生产过程的全程追溯 |
| 智能工厂的建设过程 | 数据一致性与准确性：建立数据管理规范，保证数据的一致性和准确性 |
| 数据采集接口规范：预先考虑好数据采集的接口规范以及监控和数据采集系统的应用（SCADA） | |
| 采集方式：根据采集的频率要求来确定采集方式，对于需要高频率采集的数据，应当从设备控制系统中自动采集 |
二、设备联网
设备与设备之间的互联（M2M）和数据采集是企业建设工业互联网的基础，推进MES应用最重要的基础。
| 互联实现 | 设备与设备之间如何互联 |
| 通信标准统一 | 采用怎样的通信方式、通信协议和接口方式等问题建立统一的标准 |
| 分布式数控应用 | 在M2M和通信统一的基础上，企业在实现对设备的远程监控、机床联网后，可以实现分布式数控应用（DNC） |
三、工厂智能物流
对于离散制造企业，生产现场的智能物流十分重要。智能工厂规划时，要尽量减少无效的物料搬运。立体仓库和辊道系统的应用，也是企业在规划智能工厂时，需要进行系统分析的问题。
| 立体仓库 | 装配车间建立集中拣货区(Kitting Area)，根据每个客户订单集中配货，并通过DPS(Digital Picking System)方式进行快速拣货配送到装配线，消除了线边仓 |
| 辊道系统/ 物料传送 |
两机械工序之间，可以采用带有导轨的工业机器人、桁架式机械手、AGV、RGV（有轨穿梭车）或者悬挂式输送链等方式传递物料 |
四、生产质量管理和设备管理
（1）在智能工厂规划时，生产质量管理和设备管理也是核心的业务流程。
（2）质量是设计、生产出来，而非检验出来的。质量控制在信息系统中需嵌入生产主流程，如：
| 作为工序或工步 | 检验、试验作为生产订单中工序或工步来处理 |
| 质量控制数据与订单相互关联渗透 | 质量控制的流程、表单、数据与生产订单相互关联、穿透 |
| 构建质量管理基本工作路线 | 质量控制设置→检测→记录→评判→分析→持续改进 |
（3）设备是生产要素，发挥设备的效能（OEE—设备综合效率）是智能工厂生产管理的基本要求。生产管理信息系统需设置设备管理模块，使设备释放出最高的产能，通过生产的合理安排，使设备尤其是关键、瓶颈设备减少等待时间。
| 设备管理模块功能 | 智能维保：建立各类设备数据库、设置编码，及时对设备进行维保 |
| 智能排产：通过实时采集设备状态数据，为生产排产提供设备的能力数据 | |
| 预测性维护：建立设备的健康管理档案，根据积累的设备运行数据建立故障预测模型，进行预测性维护，最大限度地减少设备的非计划性停机 | |
| 设备的备品备件管理 |
五、智能厂房设计
（1）智能厂房除了水、电、气、网络、通信等管线的设计外，还要规划智能视频监控系统、智能采光与照明系统、通风与空调系统、智能安防报警系统、智能门禁一卡通系统、智能火灾报警系统等。
（2）采用智能视频监控系统，可以判断监控画面中的异常情况，并以最快和最佳的方式发出警报或触发其它动作。
（3）整个厂房的的工作分区（加工、装配、检验、进货、出货、仓储等）应根据工业工程的原理进行分析，可以使用数字化制造仿真软件对设备布局、产线布置、车间物流进行仿真。
（4）在厂房设计时，还应当思考如何降低噪音，如何能够便于设备灵活调整布局，多层厂房如何进行物流输送等问题。（可重构布局设计）
六、智能装备的应用
（1）机床设备正在从数控化走向智能化，金属增材制造设备将与切削加工（减材）、成型加工（等材）等设备组合起来，极大地提高材料利用率。（智能机床设备）
（2）很多企业在设备上下料时采用了工业机器人。除六轴的工业机器人外，还应该考虑SCARA机器人、并联机器人的应用，而协作机器人则将会出现在生产线上，配合工人提高作业效率。（上下料：六轴机器人、并联机械人、协作机器人、SCARA机器人）
七、智能产线规划
企业需要根据生产线要生产的产品、产能和生产节拍，采用价值流图等方法来合理规划智能产线。
| 智能产线工作原理 | 在生产和装配的过程中，智能产线通过传感器、数控系统或RFID，自动进行生产、质量、能耗、设备绩效（OEE）等数据采集，并通过电子看板显示实时的生产状态 |
| 智能产线的特点 | 1、柔性生产：生产线能够实现快速换模，实现柔性自动化； 2、混线生产和装配：能够支持多种相似产品的混线生产和装配，灵活调整工艺，适应小批量、多品种的生产模式； 3、具有一定冗余，如果出现设备故障，能够调整到其他设备生产； 4、针对人工操作的工位，能够给予智能的提示，并充分利用人机协作. |
| 智能产线的设计 | 需要考虑如何节约空间，如何减少人员的移动，如何进行自动检测，从而提高生产效率和生产质量。 |
八、制造执行系统MES
MES贯彻落实生产策划，执行生产调度，实时反馈生产进展。为提高产品准时交付率、提升设备效能、减少等待时间，MES系统需导入生产作业排程功能，为生产计划安排和生产调度提供辅助工具，提升计划的准确性。
| MES系统在工厂中的位置 | MES上接ERP系统，下接现场的PLC程控器、数据采集器、条形码、检测仪器等现场设备 |
| 面向生产一线工人 | 1、指令做什么、怎么做、满足什么标准，什么时候开工，什么时候完工，使用什么工具等； 2、记录“人、机、料、法、环、测”等生产数据，建立可用于产品追溯的数据链； 3、反馈进展、反馈问题、申请支援、拉动配合等； |
| 面向班组 | 发挥基层班组长的管理效能，班组任务管理和派工 |
| 面向一线生产保障人员 | 确保生产现场的各项需求，如料、工装刀量具的配送，工件的周转等 |
九、生产无纸化
（1）信息化技术的提高和智能终端成本的降低，在智能工厂规划可以普及信息化终端到每个工位。
（2）操作工人将可在终端接受工作指令，接受图纸、工艺、更单等生产数据，可以灵活的适应生产计划变更、图纸变更和工艺变更。
十、生产监控及指挥系统
（1）流程行业企业的生产线配置了DCS系统或PLC控制系统，通过组态软件可以查看生产线上各个设备和仪表的状态，但绝大多数离散制造企业还没有建立生产监控与指挥系统。
（2）离散制造企业非常需要建设集中的生产监控与指挥系统，在系统中呈现关键的设备状态、生产状态、质量数据，以及各种实时的分析图表。通过看板直观展示，提供多种类型的内容呈现，辅助决策。（集中的生产监控与指挥系统：关键的生产状态、设备状态、质量数据以及实时分析图表，看板等多种类型内容呈现，辅助决策）