数字化工厂的完整系统架构分为五个层级：企业层、管理层、监控层、控制器层、现场层。
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。
目前已经成为现代制造领域中一个新的研究应用领域。它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。数字化工厂的完整系统架构分为五个层级：企业层、管理层、监控层、控制器层、现场层。
其中企业层、管理层和监控层主要是IT软件系统，而控制器层和现场层为OT自动化控制和执行系统。
一、数字化工厂的规划流程
传统的工厂规划流程一般是基于产品进行工艺规划，然后进行节拍分析及优化，最后进行 物流、辅助区域及厂房总体规划，这些规划相互关联，逻辑复杂，传统方式往往依赖经验计算，很难得到最优的结果。随着虚拟建模和仿真技术的大力发展，工厂规划可基于产品的三维数字模型进行工艺流程开发，然后根据产品工艺进行产线规划设计，最后通过产线仿真验证工厂的规划是否可行和满足设计需求。
数字化工厂规划与仿真的内容主要包含：数字化工艺规划、产线规划设计、产线仿真验证，其中：数字化工艺规划在于针对产品数模进行加工工艺和装配工艺规划、节拍分析和加工过程仿真，并形成工艺流程图；产线规划设计是基于工艺流程图和标准工时，对设备、产线、物流区域等布局进行初步的三维设计及方案评估与优化，再完成三维厂房的建模及仿真；产线仿真验证是对产线规划的方案进行评估，验证产能是否符合设计需求，包括模拟实际的生产状况，分析瓶颈，验证产线的产能，以及物流路径与运作的仿真。
同时，通过仿真进一步优化物流装备、物流路径以及库位，提高精益能力。最后，通过虚拟调试对整个产线系统进行测试，利用工厂、车间、制造机器的模型，模拟运行整个或部分生产流程，在产线正式投产前对重要功能和性能进行测试，以消除设计缺陷。
二、数字化工厂的核心
数字化工厂核心，即是ERP、PLM、MOM、WMS、DCS五大系统的全面集成，并以MOM/MES（制造运营系统）为中枢核心，形成智能制造创新平台。
通过五大系统深度集成，明确定义系统业务边界。
1、PLM：对企业知识型资产的管理，实现对产品的数据管理、项目管理、变更管理、协同管理、标准化管理、安全管理等，为制造企业提供了一个可伸缩的研发管理平台。
●PLM与ERP集成：PLM将PBOM和工艺路线传给ERP，ERP根据零件的标准成本、建议成本、现行成本基础数据，结合加工中心和成本中心，自动生成CBON。
●PLM与MOM集成：PLM将MBOM、SOP传给MOM，指导MOM生产管理。
当产品发生设计变更，会将变更数据实时同步到ERP、MOM系统。
2、ERP：将企业的三大流：物流，资金流，信息流进行全面一体化管理。特别提一下，ERP不要过多管理制造端，只需以报工方式，保存制造端的生产结果，用于财务成本核算。
●与MOM集成：将生产基础数据（物料、销售订单）传给MOM。APS将分解后的制造工单回传给ERP，MES将生产数量、物料消耗数量，按照一定周期回传给ERP。
●与WMS集成：实时同步物料基础数据、仓库基础数据、库存数量。
3、WMS：通过入库业务、出库业务、仓库调拨、库存调拨和虚仓管理等功能，对批次管理、物料对应、库存盘点、质检管理、虚仓管理和即时库存管理等功能综合运用的管理系统，有效控制并跟踪仓库业务的物流和成本管理全过程。
●与ERP集成：如果需要提供一整套的仓库解决方案的话， ERP系统依然存在一些缺陷的，我们也了解到WMS系统可以弥补ERP系统的一些缺陷。因此，如果你想拥有一个强大的仓库管理解决方案，那么可以将ERP系统与WMS系统两者结合起来使用。
●与MOM集成：当车间MES接料时，WMS实时将物料批次信息传给MES，绑定接料工位。当成品入库时，MES实时将物料批次信息传给WMS，绑定仓库和储位。
4、DCS：SCADA+PLC的生产现场控制系统。
●与MOM集成：MES将工单下达到机台设备，对设备、模具、刀具、人员防错，指导设备生产。DCS将设备状态、工艺参数数据（温度、压力、扭矩等）回传给MES，与生产工单关联，用于生产追溯。
5、数字化工厂解决方案-系统工具组合
在数字化工厂解决方案方案中，系统工具的组合如下：
●APS：高级排产排程
●MES：制造执行系统
●QMS：质量管理系统
●SCADA：数据采集与监控系统
通过APS+MES+QMS+TIA无缝深度集成，打造数字化工厂制造运营端一体化解决方案，实现自动化、智能化制造运营流程，实现高效透明运营管理。
总体来说，随着数字化的增长，数字化工厂不断演变，不仅加快了产业的出货情况，也助推了整个产业链上下游的高效协同。
