智能生產是以互聯網為代表的新一代信息技術在企業研發設計、生產制造、經營管理、營銷服務等制造各環節深度應用的基礎上，形成的深度感知、遠程可控、智慧決策、自動執行的先進生產模式，對縮短研發周期、降低運營成本、提升生產效率、提高產品合格率等方面的作用顯著。

智能工廠是實現智能生產的重要載體，主要通過構建智能化生產系統、網絡化分布生產設施，實現生產過程的智能化。企業基于CPS和工業互聯網構建的智能工廠模型，主要包括物理層、信息層、大數據層、工業云層、決策層。其中，物理層包含工廠內不同層級的硬件設備，從最小的嵌入設備和基礎元器件開始，到感知設備、制造設備、制造單元和生產線，相互間均實現互聯互通。
以此為基礎，構建了一個“可測可控、可產可管”的縱向集成環境。信息層涵蓋企業經營業務各個環節，包含研發設計、生產制造、營銷服務、物流配送等各類經營管理活動，以及由此產生的眾創、個性化定制、電子商務、可視追蹤等相關業務。在此基礎上，形成了企業內部價值鏈的橫向集成環境，實現數據和信息的流通和交換。縱向集成和橫向集成均以CPS和工業互聯網為基礎，產品、設備、制造單元、生產線、車間、工廠等制造系統的互聯互通，及其與企業不同環節業務的集成統一，則是通過數據應用和工業云服務實現，并在決策層基于產品、服務、設備管理支撐企業最高決策。這些共同構建起智能工廠完整的價值網絡體系，為用戶提供端到端的解決方案。
由于產品制造工藝的明顯差異，離散制造企業和流程制造企業在開展智能工廠建設的側重點各有不同。
對于離散制造企業而言，產品生產具有多品種、小批量的特點，需要經歷多個零部件獨立生產、不連續裝配等環節，在物料配送安排、工藝線路規劃、生產組織優化等方面有較高要求，更加注重柔性生產線的建設。如，海爾沈陽智能互聯家電工廠通過打造集成設計制造一體化、物流管理、制造執行、企業資源管理等系統的智能生產線，使得物料配送、工藝調整和設備使用更加靈活，實現了單線500多種型號產品的柔性生產。
廣州數控通過利用工業以太網將單元級的傳感器、工業機器人、數控機床，以及各類機械設備與車間級的柔性生產線總控制臺相連，利用以太網將總控臺與企業管理級的各類服務器相連，再通過互聯網將企業管理系統與產業鏈上下游企業相連，打通了產品全生命周期各環節的數據通道，實現了生產過程的遠程數據采集分析和故障監測診斷。
三一重工的智能總裝車間建有混凝土機械、路面機械、港口機械等多條裝配線，通過車間“部件工作中心島”開展單元化生產，將每一類部件從生產到下線所有工藝集中在一個區域內，猶如在一個獨立的“島嶼”內完成全部生產；這種組織方式，打破了傳統生產線呈直線布置的弊端，在保證結構件制造工藝不改變、生產人員不增加的情況下，達到了減少占地面積、提高生產效率、降低運行成本的目的。
對于流程制造企業而言，產品生產具有原料物理化學轉化、管道式輸送、連續性傳導性生產等特點，在生產環境智能感知、生產流程智能優化、系統自主決策控制等方面有較高要求，更加注重全流程智能控制生產線的建設。
如，九江石化建立了生產煉化控制中心，集成了DCS控制、生產運行、視頻監控、環境監測、全流程優化等多個系統，形成數據驅動的數字化生產管控模式，實現了企業控制率提高10%，數據自動采集率超過90%，以及對污染排放的100%自動監控。同時，九江石化還通過內外聯動系統，建立了中控室與生產現場操作的即時互通，確保異常數據信息由移動終端實時反饋至中控室，中控室據此評估制定解決方案、及時發送解決指令，使操作平穩率提高5.3%，操作合格率從90.7%提升至100%。