智能制造系統架構通過生命周期、系統層級和智能功能三個維度構建完成，主要解決智能制造標準體系結構和框架的建模研究。
生命周期是由設計、生產、物流、銷售、服務等一系列相互聯系的價值創造活動組成的鏈式集合。
系統層級包括設備層、控制層、車間層、企業層和協同層，共五層。智能制造的系統層級體現了裝備的智能化和互聯網協議(IP)化，以及網絡的扁平化趨勢。
智能功能包括資源要素、系統集成、互聯互通、信息融合和新興業態五層。
(1)資源要素包括設計施工圖紙、產品工藝文件、原材料、制造設備、生產車間和工廠等物理實體，也包括電力、燃氣等能源。此外，人員也可視為資源的一個組成部分。
(2)系統集成是指通過二維碼、射頻識別、軟件等信息技術集成原材料、零部件、能源、設備等各種制造資源。由小到大實現從智能裝備到智能生產單元、智能生產線、數字化車間、智能工廠乃至智能制造系統的集成。
(3)互聯互通是指通過有線、無線等通信技術，實現機器之間、機器與控制系統之間、企業之間的互聯互通。
(4)信息融合是指在系統集成和通信的基礎上，利用云計算、大數據等新一代信息技術，在保障信息安全的前提下，實現信息協同共享。
(5)新興業態包括個性化定制、遠程運維和工業云等服務型制造模式。
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