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智慧工厂技术与系统作为新型的制造系统，为制造商及其供应商提供了一个制造信息平台，使企业能够对整个制造过程进行设计规划、模拟仿真和管理，并将制造信息及时地与相关部门、供应商共享，从而实现虚拟制造和并行应用，保障生产的顺利进行。现代工厂从数字化工厂发展到智慧工厂，制造模式经历了从数字制造到智能制造的演进。
数字化工厂是以产品全生命周期的相关数据为基础，在计算机虚拟环境中，对整个生产过程进行仿真、评估和优化，并进一步扩展到整个产品生命周期的新型生产组织方式。数字化工厂主要填补产品设计和产品制造之间的“鸿沟”，实现产品生命周期中的设计、制造、装配、物流等各个环节的功能，降低从设计到生产制造之间的不确定性。在虚拟环境下将生产制造过程压缩和提前，并得以评估与检验，从而缩短产品设计到生产的转化时间，提高产品的可靠性与成功率。
数字制造是在数字化技术和制造技术融合的背景下，并在虚拟现实、计算机网络、快速原型、数据库和多媒体等支撑技术的支持下，根据用户需求，迅速收集相关的资源和信息，对产品信息、工艺信息和资源信息进行分析、规划和重组，实现产品设计、功能仿真及原型制造，进而快速生产出达到用户要求性能的产品的整个制造过程。数字制造技术是产品创新和制造技术创新的共性使能技术，其将“制造”和“创造”融合起来，对传统制造业的改造升级、提升产业整体竞争力具有重要促进作用。
数字化设计技术采用具有丰富设计知识库和模拟仿真技术支持的数字化智能化设计系统，在虚拟现实、计算机网络、数据库等技术的支持下，可在虚拟环境中实现产品结构、性能、功能模拟的仿真优化，极大提升产品的研发效率，甚至完成以前无法完成的研发任务，已日益成为企业核心竞争优势。
近年来，随着一些新技术的发展，数字化制造领域对市场需求的响应能力逐渐增强。基于网络的信息制造技术可实现产品全数字化设计与制造，如并行工程技术、虚拟设计技术、快速成型技术、快速重组技术、大规模远程定制技术等。其中一些技术，如数字建模技术、虚拟现实技术、大数据分析技术在从创意到销售的全过程中都将成为基础技术，并和3D打印、数字测量、远程控制等技术集成在一起，成为企业在复杂多变环境中响应市场需求、构建企业核心竞争力的技术基础。
数字化生产突破了传统制造业流程的限制，使产品生产和制造方式的本质发生改变，可对市场及时响应、自由设计、按需生产，而且可以根据需要随时更改设计，不仅使产品的研发设计、制造生产、销售环节的成本大大降低，减少生产周期，更使产品保持创新性。
有很多企业采用数控编程、模拟仿真等数字制造技术，改进生产工艺，提升制造水平，在探索应用数字化技术改造传统产业，加快领域、业态和模式创新方面取得了非常积极的成效。
数字化技术面向产品的整个生命周期，对包括市场分析、产品的规划与设计、制造、采购、销售、售后服务等在内的产业链进行管理。在数字化工厂中，由于实现了数字化闭环生产，使原材料、生产、物流、经销商、消费者之间的物流、信息流和资金流等可以进行更多的计划、协调控制，逐渐形成一个无缝的过程。企业可以以协同方式组织产品的开发、生产、销售与服务，实现对供应链、产业链及企业间协同的应用服务，实现集约化生产。
智能制造是人工智能技术与先进制造技术相融合的技术，贯穿于设计、生产、管理和服务等制造业的各个环节。
装备制造业离不开信息化的支撑，信息技术促进设计技术的现代化，加工制造的精密化、快速化，自动化技术的柔性化、智能化，实现制造业的服务化。信息技术已融入、渗透到制造领域的各要素和各环节（工业技术、装备、活动、产品等），并打造出了新型工业产品，构筑出了新的制造模式。装备企业已普遍将信息技术或产品渗透到装备类产品中，增加其技术含量。丰田等汽车厂商将信息技术整合到汽车制造中，生成人机界面，提高汽车生产平台的可操作性。特斯拉运用信息技术对传统汽车产业进行改造升级，在电动汽车中融入了大型中控触摸屏、谷歌引擎、语音输入操控系统等信息技术元素，同时在生产过程中运用大数据技术提升自动化水平，将信息技术和传统工业产品设计绝妙融合，大幅提高生产效率。
目前，信息技术产业不断涌现出众多颠覆性的技术创新，云计算、物联网、移动互联网、大数据以及人工智能代表了新一代信息技术的发展，这些技术的发展驱动产生新的模式和新的业态，突出了制造业服务化的趋势。随着云计算、物联网等技术的日趋成熟，一种面向服务的网络化制造新模式——云制造应运而生。云制造是一种利用网络和云服务平台，按用户需求组织网上制造资源，为用户提供各类按需制造服务的网络化制造新模式。云制造将制造业资源（包括制造全生命周期活动中的各类制造设备，如机床、加工中心、计算设备及制造过程中的各种模型、数据、软件、领域知识等）进行虚拟化，优化调度并协同互联，是先进的信息技术、制造技术以及新兴物联网技术等的交叉融合，体现了制造即服务的理念。
工业机器人作为人工智能技术呈现的载体，是智能制造的核心部件，可适应敏捷制造多样化、个性化的需求，应用领域正在不断拓展。随着系统化生产的发展，模糊控制、人工神经网络等技术的进一步应用，工业机器人控制系统向基于PC机的开放型控制器方向发展，便于标准化、网络化，器件集成度提高，且采用模块化结构，人机界面更加友好，大大提高了系统的可靠性、易操作性和可维修性。
随着计算机技术不断向智能化方向发展，其在机器人应用领域的不断扩展、深化及在柔性制造系统（FMS）、计算机集成制造系统（CIMS）中的群体应用，促使工业机器人向高性能化、标准化、智能化、环保化方向发展，以适应更加多变的非结构作业环境。
工业机器人自动化生产线成套装备已成为自动化装备的主流及未来发展方向。汽车及汽车零部件制造业、机械加工行业、电子电气行业、橡胶及塑料工业、食品加工行业、物流行业等诸多行业已大量使用工业机器人自动化生产线。世界最大的机器人制造公司ABB拥有最先进的机器人生产线，可为汽车整车、零部件及其他制造行业提供生产解决方案，其制造的工业机器人已广泛应用在焊接、装配、铸造、密封涂胶、材料处理、包装、喷漆、水切割等领域。
数控机床作为装备制造业的工作母机，是机械加工工艺过程自动化与智能化的基础，可实现机床及机械设备的运动控制与加工过程的自动化、智能化。智能制造通过采用数控机床等智能设备改造升级生产线，以适应个性化定制、虚拟制造、网络化制造、柔性制造、敏捷制造等新型制造模式的要求，推动企业走向“产品+服务+管理”模式，实现从产品制造商向系统集成商和服务商的转变。
装备制造业的关键领域都需要大批先进的数控机床。汽车工业是高档数控机床最重要的用户，汽车制造具有大批量生产的特点，需要大量高速、高效、高可靠性的数控机床；航空航天、IT等高新技术产业的发展需要大量高效、精密、智能、多坐标联动和专用的数控机床；机械、纺织、冶金、造船、轨道交通等传统产业的技术改造，也加大了对高档数控机床、自动化控制系统及仪器仪表的需求；能源领域的大型发电、输变电设备，大型石油化工和煤化工装置等同样需要大批重型、高效、专用的数控机床进行加工制造。
数控机床技术的总体发展趋势是向高速、高精、高效、复合化、环保化方向发展，且已经进入了智能化时代。数控机床智能化最主要的发展目标之一就是代替人的劳动，实现装备制造业的全盘自动化。随着工业机器人在机床上的不断应用，加工中心与机器人有效结合，提高生产效率和安全性，也是数控机床发展的方向。
3D打印可直接从计算机图形数据中生成任何形状的物体，从而极大地缩短产品的研制周期，提高生产率，降低生产成本，使生产制造得以向更广的生产人群范围延伸。
相对于传统制造业，3D打印在制造模式、流程、设计、供应链等方面产生了巨大的变革，可以看作传统制造业走向智能化时代的标志之一。制造模式方面，从过去的生产线规模化生产，更多地转向数字化、个性化、分散化的定制生产；流程方面，3D打印无须机械加工或任何模具，就能直接从计算机图形数据中生成任何形状的零件，从而缩短产品的研制周期，降低产品研发创新成本；产品性能方面，3D打印的产品是自然无缝连接的，结构之间的稳固性和连接强度要高于焊接等传统方法，产品质量与性能更优越，且能制造出传统工艺无法加工的零部件；设计方面，传统制造技术和工匠制造的产品形状有限，制造形状的能力受制于所使用的工具，3D打印可以开辟巨大的设计空间，甚至可以制作目前可能只存在于自然界的形状；供应链方面，3D打印可以按需打印，即时生产，减少了企业的实物库存，催生专业化创新服务模式，触发新的产品策略和客户关系。3D打印应用对象覆盖了大部分制造行业。
数字制造技术是智能制造的基础技术，数字制造技术与众多的智能化方法结合起来就形成了智能制造技术。智能制造整合智能装备和物联网、服务网，体现对信息流、物质流和能量流的全面集成。智能制造基于数字制造技术，利用“知识处理”“智能优化”和“智能数控加工”等方法，稳定、高效、高质地生产出理想的产品。智能制造是制造技术发展的前景。制造业由能量驱动型转变为信息驱动型，要求制造系统不但要具备柔性，而且要表现出某种智能，以应对大量复杂信息的处理以及瞬息万变、竞争激烈的市场环境。智能制造作为一种制造模式，集自动化、集成化和智能化于一身，并具有不断向纵深发展的先进制造系统，也是一种由智能机器和人类专家共同组成的人机一体化系统。
智慧工厂是由许多智能制造装备构成的，是数字制造和智能制造的综合，既体现信息流、能量流、物流的全面集成，又体现装备生命周期和企业价值链的结合。在智慧工厂中，信息自上而下和自下而上贯穿，从部件到组件再到系统进行全域能效管理；能源和资源消耗控制在最佳水平，实现环境友好、资源节约型生产；覆盖制造全生命周期，从最初设计到制造、销售和使用，产品生命周期的集成将大大减少研发迭代次数和周期；以更灵活的生产方式、更高的运营效率、极高的质量以及合理的成本和最小的环境代价，生产智能化产品。