智能制造系统架构通过生命周期、系统层级和智能功能三个维度构建完成，主要解决智能制造标准体系结构和框架的建模研究。如下图所示。
1.生命周期
生命周期是由设计、生产、物流、销售、服务等一系列相互联系的价值创造活动组成的链式集合。生命周期中各项活动相互关联、相互影响。不同行业的生命周期构成不尽相同。
2.系统层级
系统层级自下而上共五层，分别为设备层、控制层、车间层、企业层和协同层。智能制造的系统层级体现了装备的智能化和互联网协议（IP）化，以及网络的扁平化趋势。具体包括：
(1)设备层级包括传感器、仪器仪表、条码、射频识别、机器、机械和装置等，是企业进行生产活动的物质技术基础；
(2)控制层级包括可编程逻辑控制器（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；
(3)车间层级实现面向工厂/车间的生产管理，包括制造执行系统（MES）等；
(4)企业层级实现面向企业的经营管理，包括企业资源计划系统（ERP）、产品生命周期管理（PLM）、供应链管理系统（SCM）和客户关系管理系统（CRM）等；
(5)协同层级由产业链上不同企业通过互联网络共享信息实现协同研发、智能生产、精准物流和智能服务等。
3.智能功能
智能功能包括资源要素、系统集成、互联互通、信息融合和新兴业态等五层。
(1)资源要素包括设计施工图纸、产品工艺文件、原材料、制造设备、生产车间和工厂等物理实体，也包括电力、燃气等能源。此外，人员也可视为资源的一个组成部分。
(2)系统集成是指通过二维码、射频识别、软件等信息技术集成原材料、零部件、能源、设备等各种制造资源。由小到大实现从智能装备到智能生产单元、智能生产线、数字化车间、智能工厂，乃至智能制造系统的集成。
(3)互联互通是指通过有线、无线等通信技术,实现机器之间、机器与控制系统之间、企业之间的互联互通。
(4)信息融合是指在系统集成和通信的基础上，利用云计算、大数据等新一代信息技术，在保障信息安全的前提下，实现信息协同共享。
(5)新兴业态包括个性化定制、远程运维和工业云等服务型制造模式。
４．示例解析
智能制造系统架构通过三个维度展示了智能制造的全貌。为更好的解读和理解系统架构，以可编程逻辑控制器（PLC）、工业机器人和工业互联网为例，分别从点、线、面三个方面诠释智能制造重点领域在系统架构中所处的位置及其相关标准。
(1)可编程逻辑控制器（PLC）
PLC位于智能制造系统架构生命周期的生产环节、系统层级的控制层级，以及智能功能的系统集成，如上图所示。已发布的PLC标准主要包括：
GB/T15969.1可编程序控制器 第1部分：通用信息应用和实现导则
IEC/TR61131-9可编程序控制器 第9部分：小型传感器和执行器的单量数字通信接口（SDCI）
(2)工业机器人
工业机器人位于智能制造系统架构生命周期的生产环节、系统层级的设备层级和控制层级，以及智能功能的资源要素，如上图所示。已发布的工业机器人标准主要包括：
GB/T 19399-2003 工业机器人编程和操作图形用户接口
GB/Z 20869-2007 工业机器人用于机器人的中间代码正在制定的工业机器人标准主要包括：
20120878-T-604 机器人仿真开发环境接口
20112051-T-604 开放式机器人控制器通讯接口规范
(３)工业互联网
工业互联网位于智能制造系统架构生命周期的所有环节、系统层级的设备、控制、工厂、企业和协同五个层级，以及智能功能的互联互通。已发布的工业互联网标准主要包括：
GB/T20171-2006 用于工业测量与控制系统的EPA系统结构与通信规范
GB/T26790.1-2011 工业无线网络WIA规范 第1部分：用于过程自动化的WIA系统结构与通信规范
GB/T25105-2014 工业通信网络 现场总线规范 类型10:PROFINET IO规范
GB/T19760-2008 CC-Link控制与通信网络规范
GB/T31230-2014 工业以太网现场总线EtherCAT
GB/T19582-2008 基于Modbus协议的工业自动化网络规范
GB/Z 26157-l2010测量和控制数字数据通信 工业控制系统用现场总线 类型2：ControlNet和EtherNet/IP规范
GB/T29910-2013 工业通信网络 现场总线规范 类型20：HART规范GB/T 27960-2011 以太网POWERLINK通信行规规范