随着科学技术的不断发展，制造类企业也经历了几次变革，从实际发展来看，每一次变革都带来了制造水平的大幅提升，体现了科学技术的主导作用，研究认为制造类企业向智能化发展大致经历以下四个阶段：手工作业→自动化流水作业→数字化网络化作业→网络化智能化作业。
从历史发展规律来看，随着科学技术的不断进步，制造类企业变革也是一种必然，从大的发展周期角度，研究认为当前的制造类企业发展正处于第三阶段数字化网络化作业的发展时期，即信息化和工业化两化深度融合的阶段，同时正在初步探索网络化智能化作业。
3 数字化工厂建设应具备的三个核心功能要素和三项标志关键技术
3.1 三个核心功能要素分别是互联互通、系统集成、数据信息融合
1）互联互通：数字化工厂的核心是连接，要把设备、生产线、工厂、供应商、产品、客户紧密地连接在一起。数字化工厂适应了万物互联的发展趋势，将无处不在的传感器、嵌入式终端系统、生产检测设备、通过信息化系统形成一个网络，使得生产设备之间、设备与产品之间、以及数字世界（虚拟世界）与物理世界之间能够互联，使得机器、工作部件、系统以及人通过网络持续地保持数字信息的交流。
（1）生产设备之间的互联。生产设备之间互联是单机设备的互联，不同类型和功能的单机设备互联组成生产线，不同的生产线间互联组成数字化车间，数字化车间的互联组成数字化工厂，不同地域、行业、企业的数字化工厂的互联组成一个制造能力无所不在的数字化制造系统联盟。
（2）设备和产品的互联。产品和生产设备之间能够通信，使得操作人员能够随时了解产品目前处在哪个加工阶段，以及下一步将如何操作，同时了解产品什么时候被制造等信息。
（3）虚拟与现实的互联。通过信息化手段将物理设备连接到互联网上，让物理设备具有计算、通信、控制、远程协同等功能，从而实现虚拟网络世界与现实物理世界的融合。
2）系统集成：数字化工厂将传感器、嵌入式终端系统、控制系统、生产加工检测等物理设备通过信息化手段形成一个网络，使得人与人、人与设备、设备与设备，以及服务与服务之间能够互联，从而实现企业横向集成、纵向集成、以及未来价值链端到端的集成。
（1）横向集成：指企业通过信息网络所实现的一种资源整合，包括生产线设备与设备之间、生产线和生产线之间、车间和车间之间、工厂和工厂之间的联网，这是实现数字化工厂的物理基础。也是未来实现企业间资源共享的基础。
（2）纵向集成：指企业内部信息流的集成，采用统一的数据库和软件平台对设备资源数据和生产过程数据、产品数据等信息进行管理，使得主要设备互操作性和关键信息一致性得到解决，数据或信息可以是自上而下和自下而上有效流动，从而为下一步的大数据分析和高级智能决策奠定基础。
（3）价值链端到端集成：指围绕产品全生命周期的价值链创造，通过价值链不同企业资源的整合，实现从产品设计、生产制造、物流配送、使用维护的产品全生命周期的管理和服务。即将产品制造企业的分析需求、获取订单、供应链和制造、物流交付、获取收入、售后服务直至获取新的订单的整个循环集成起来。
数字化工厂建设是一个综合性、系统性工程，波及整个企业及其供应链生态系统。数字化工厂建设所要实现的互联互通、系统集成、数据信息融合和产品全生命周期集成将方方面面的人、设备、产品、环境要素联系起来，数字、数据、信息无处不在，决策和行动分布到企业各级员工。因此建设数字化工厂，除了面临技术挑战之外，更多面临组织、文化、流程和人力资源等管理挑战，特别需要企业自身加强复合型信息化人才的培养。