数字化工厂是随着数字仿真技术和虚拟现实技术发展而来的，它通过对真实工业生产的虚拟规划、仿真优化，实现对工厂产品研发、制造生产和服务的优化和提升，是现代工业化与信息化融合的应用体现。数字化工厂建设系统层级自下而上共四层结构：
（1）设备资源及控制层
数字化工厂设备资源及控制层包括传感器、仪器仪表、条码、射频识别、机器、机械和装置等硬件设备，以及与硬件设备密切相关的可编程逻辑控制器（PLC）、数据采集与监视控制系统（SCADA）、分布式控制系统（DCS）和现场总线控制系统（FCS）等控制系统，是企业进行生产活动的技术基础。
（2）数据库层
作为数字化工厂体系框架的第二层，为数字化工厂提供最基本的数据支撑。包括设计类、工艺类、制造类、管理类、试验类、标准体系库（包括数字化管理标准、测试与试验标准、设计标准等）。各类数据库又有各自的基本数据库与知识库。
（3）管理层
数字化工厂管理层包括面向设计部门的产品数据管理（PDM）、面向工艺部门的工艺工装管理、面向生产部门的制造执行系统（MES）、面向后勤保障部门的能源管理系统等。
（4）协同层
数字化工厂协同层包括产品生命周期管理（PLM）、企业资源计划系统（ERP）、供应链管理系统（SCM）和客户关系管理系统（CRM）等，并通过互联网络共享信息实现企业内部各部门之间协同和产业链上不同企业间协同。
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