数字化工厂管理系统建设的核心要素可以归纳为工厂装备数字化、工厂物流数字化、设计研发数字化、生产过程数字化。通过这四个方面的建设，带动产品设计方法和工具的创新、企业管理模式的创新。工业4.0和数字化工厂系统的相关技术将促进产业链和价值链的分工重组，传统的行业界限将消失，并会产生各种新的业态和合作形式，形成自动化、信息化、一体化、精益化、集成化的数字化工厂。
这其中工厂装备数字化，是建设数字化工厂的前提和基础，为设计、研发、生产等各个环节提供基础数据的支持。工控产品，如PLC、伺服电机、传感器等仍然是数字化工厂不可或缺的部分。
在此基础上，工厂物流能够从被动感知变为主动感知，实现透明、安全和高效，包括产品运输过程跟踪，运输车辆跟踪定位，物料出库，物料配送上线等。
更重要的是经常被切断的环节，来自上游的设计。通过设计研发数字化，从而实现设计、工艺、制造、检测等各业务的高度集成，包括CAD/CAPP/CAE/CAM/PLM的集成，虚拟仿真技术，MDB模型的应用，产品全生命周期管理等。
生产过程的数字化主要是利用数字化的手段应对更复杂的车间生产过程管理，这其中最重要的是制造执行系统MES的建设以及MES与ERP/PLM和车间现场自动化控制系统的交互。
MES在智能制造领域的作用越来越明显。它既是一个相对独立的软件系统又是企业信息传递路由器，汇集市场与服务、产品设计、MRP/ERP、供应链等信息，并转化为详细的生产作业指令，从而实现复杂产品制造过程生产现场的管理与控制。MES向上承接ERP下达的生产计划以及PLM经过仿真验证的产品BOM，向下衔接车间现场SCADA控制系统，弥补了ERP与车间过程控制之间的真空，实现了工业4.0所强调的垂直方向上的集成以及贯穿价值链的端到端工程数字化集成。
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