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一、數據采集和管理
數據是智能工廠建設的血液，在各應用系統之間流動。
| 智能工廠運轉過程 | 產生設計、工藝、制造、倉儲、物流、質量、人員等業務數據，這些數據可能分別來自ERP、MES、APS、WMS、QIS等應用系統 |
| 生產過程 | 及時采集產量、質量、能耗、加工精度和設備狀態等數據，並與訂單、工序、人員進行關聯，以實現生產過程的全程追溯 |
| 智能工廠的建設過程 | 數據一致性與准確性：建立數據管理規范，保證數據的一致性和准確性 |
| 數據采集接口規范：預先考慮好數據采集的接口規范以及監控和數據采集系統的應用（SCADA） | |
| 采集方式：根據采集的頻率要求來確定采集方式，對於需要高頻率采集的數據，應當從設備控制系統中自動采集 |
二、設備聯網
設備與設備之間的互聯（M2M）和數據采集是企業建設工業互聯網的基礎，推進MES應用最重要的基礎。
| 互聯實現 | 設備與設備之間如何互聯 |
| 通信標准統一 | 采用怎樣的通信方式、通信協議和接口方式等問題建立統一的標准 |
| 分布式數控應用 | 在M2M和通信統一的基礎上，企業在實現對設備的遠程監控、機床聯網后，可以實現分布式數控應用（DNC） |
三、工廠智能物流
對於離散制造企業，生產現場的智能物流十分重要。智能工廠規划時，要盡量減少無效的物料搬運。立體倉庫和輥道系統的應用，也是企業在規划智能工廠時，需要進行系統分析的問題。
| 立體倉庫 | 裝配車間建立集中揀貨區(Kitting Area)，根據每個客戶訂單集中配貨，並通過DPS(Digital Picking System)方式進行快速揀貨配送到裝配線，消除了線邊倉 |
| 輥道系統/ 物料傳送 |
兩機械工序之間，可以采用帶有導軌的工業機器人、桁架式機械手、AGV、RGV（有軌穿梭車）或者懸掛式輸送鏈等方式傳遞物料 |
四、生產質量管理和設備管理
（1）在智能工廠規划時，生產質量管理和設備管理也是核心的業務流程。
（2）質量是設計、生產出來，而非檢驗出來的。質量控制在信息系統中需嵌入生產主流程，如：
| 作為工序或工步 | 檢驗、試驗作為生產訂單中工序或工步來處理 |
| 質量控制數據與訂單相互關聯滲透 | 質量控制的流程、表單、數據與生產訂單相互關聯、穿透 |
| 構建質量管理基本工作路線 | 質量控制設置→檢測→記錄→評判→分析→持續改進 |
（3）設備是生產要素，發揮設備的效能（OEE—設備綜合效率）是智能工廠生產管理的基本要求。生產管理信息系統需設置設備管理模塊，使設備釋放出最高的產能，通過生產的合理安排，使設備尤其是關鍵、瓶頸設備減少等待時間。
| 設備管理模塊功能 | 智能維保：建立各類設備數據庫、設置編碼，及時對設備進行維保 |
| 智能排產：通過實時采集設備狀態數據，為生產排產提供設備的能力數據 | |
| 預測性維護：建立設備的健康管理檔案，根據積累的設備運行數據建立故障預測模型，進行預測性維護，最大限度地減少設備的非計划性停機 | |
| 設備的備品備件管理 |
五、智能廠房設計
（1）智能廠房除了水、電、氣、網絡、通信等管線的設計外，還要規划智能視頻監控系統、智能采光與照明系統、通風與空調系統、智能安防報警系統、智能門禁一卡通系統、智能火災報警系統等。
（2）采用智能視頻監控系統，可以判斷監控畫面中的異常情況，並以最快和最佳的方式發出警報或觸發其它動作。
（3）整個廠房的的工作分區（加工、裝配、檢驗、進貨、出貨、倉儲等）應根據工業工程的原理進行分析，可以使用數字化制造仿真軟件對設備布局、產線布置、車間物流進行仿真。
（4）在廠房設計時，還應當思考如何降低噪音，如何能夠便於設備靈活調整布局，多層廠房如何進行物流輸送等問題。（可重構布局設計）
六、智能裝備的應用
（1）機床設備正在從數控化走向智能化，金屬增材制造設備將與切削加工（減材）、成型加工（等材）等設備組合起來，極大地提高材料利用率。（智能機床設備）
（2）很多企業在設備上下料時采用了工業機器人。除六軸的工業機器人外，還應該考慮SCARA機器人、並聯機器人的應用，而協作機器人則將會出現在生產線上，配合工人提高作業效率。（上下料：六軸機器人、並聯機械人、協作機器人、SCARA機器人）
七、智能產線規划
企業需要根據生產線要生產的產品、產能和生產節拍，采用價值流圖等方法來合理規划智能產線。
| 智能產線工作原理 | 在生產和裝配的過程中，智能產線通過傳感器、數控系統或RFID，自動進行生產、質量、能耗、設備績效（OEE）等數據采集，並通過電子看板顯示實時的生產狀態 |
| 智能產線的特點 | 1、柔性生產：生產線能夠實現快速換模，實現柔性自動化； 2、混線生產和裝配：能夠支持多種相似產品的混線生產和裝配，靈活調整工藝，適應小批量、多品種的生產模式； 3、具有一定冗余，如果出現設備故障，能夠調整到其他設備生產； 4、針對人工操作的工位，能夠給予智能的提示，並充分利用人機協作. |
| 智能產線的設計 | 需要考慮如何節約空間，如何減少人員的移動，如何進行自動檢測，從而提高生產效率和生產質量。 |
八、制造執行系統MES
MES貫徹落實生產策划，執行生產調度，實時反饋生產進展。為提高產品准時交付率、提升設備效能、減少等待時間，MES系統需導入生產作業排程功能，為生產計划安排和生產調度提供輔助工具，提升計划的准確性。
| MES系統在工廠中的位置 | MES上接ERP系統，下接現場的PLC程控器、數據采集器、條形碼、檢測儀器等現場設備 |
| 面向生產一線工人 | 1、指令做什么、怎么做、滿足什么標准，什么時候開工，什么時候完工，使用什么工具等； 2、記錄“人、機、料、法、環、測”等生產數據，建立可用於產品追溯的數據鏈； 3、反饋進展、反饋問題、申請支援、拉動配合等； |
| 面向班組 | 發揮基層班組長的管理效能，班組任務管理和派工 |
| 面向一線生產保障人員 | 確保生產現場的各項需求，如料、工裝刀量具的配送，工件的周轉等 |
九、生產無紙化
（1）信息化技術的提高和智能終端成本的降低，在智能工廠規划可以普及信息化終端到每個工位。
（2）操作工人將可在終端接受工作指令，接受圖紙、工藝、更單等生產數據，可以靈活的適應生產計划變更、圖紙變更和工藝變更。
十、生產監控及指揮系統
（1）流程行業企業的生產線配置了DCS系統或PLC控制系統，通過組態軟件可以查看生產線上各個設備和儀表的狀態，但絕大多數離散制造企業還沒有建立生產監控與指揮系統。
（2）離散制造企業非常需要建設集中的生產監控與指揮系統，在系統中呈現關鍵的設備狀態、生產狀態、質量數據，以及各種實時的分析圖表。通過看板直觀展示，提供多種類型的內容呈現，輔助決策。（集中的生產監控與指揮系統：關鍵的生產狀態、設備狀態、質量數據以及實時分析圖表，看板等多種類型內容呈現，輔助決策）