智能生产是以互联网为代表的新一代信息技术在企业研发设计、生产制造、经营管理、营销服务等制造各环节深度应用的基础上，形成的深度感知、远程可控、智慧决策、自动执行的先进生产模式，对缩短研发周期、降低运营成本、提升生产效率、提高产品合格率等方面的作用显著。
智能工厂是实现智能生产的重要载体，主要通过构建智能化生产系统、网络化分布生产设施，实现生产过程的智能化。企业基于CPS和工业互联网构建的智能工厂模型，主要包括物理层、信息层、大数据层、工业云层、决策层。其中，物理层包含工厂内不同层级的硬件设备，从最小的嵌入设备和基础元器件开始，到感知设备、制造设备、制造单元和生产线，相互间均实现互联互通。
以此为基础，构建了一个“可测可控、可产可管”的纵向集成环境。信息层涵盖企业经营业务各个环节，包含研发设计、生产制造、营销服务、物流配送等各类经营管理活动，以及由此产生的众创、个性化定制、电子商务、可视追踪等相关业务。在此基础上，形成了企业内部价值链的横向集成环境，实现数据和信息的流通和交换。纵向集成和横向集成均以CPS和工业互联网为基础，产品、设备、制造单元、生产线、车间、工厂等制造系统的互联互通，及其与企业不同环节业务的集成统一，则是通过数据应用和工业云服务实现，并在决策层基于产品、服务、设备管理支撑企业最高决策。这些共同构建起智能工厂完整的价值网络体系，为用户提供端到端的解决方案。
由于产品制造工艺的明显差异，离散制造企业和流程制造企业在开展智能工厂建设的侧重点各有不同。
对于离散制造企业而言，产品生产具有多品种、小批量的特点，需要经历多个零部件独立生产、不连续装配等环节，在物料配送安排、工艺线路规划、生产组织优化等方面有较高要求，更加注重柔性生产线的建设。如，海尔沈阳智能互联家电工厂通过打造集成设计制造一体化、物流管理、制造执行、企业资源管理等系统的智能生产线，使得物料配送、工艺调整和设备使用更加灵活，实现了单线500多种型号产品的柔性生产。
广州数控通过利用工业以太网将单元级的传感器、工业机器人、数控机床，以及各类机械设备与车间级的柔性生产线总控制台相连，利用以太网将总控台与企业管理级的各类服务器相连，再通过互联网将企业管理系统与产业链上下游企业相连，打通了产品全生命周期各环节的数据通道，实现了生产过程的远程数据采集分析和故障监测诊断。
三一重工的智能总装车间建有混凝土机械、路面机械、港口机械等多条装配线，通过车间“部件工作中心岛”开展单元化生产，将每一类部件从生产到下线所有工艺集中在一个区域内，犹如在一个独立的“岛屿”内完成全部生产；这种组织方式，打破了传统生产线呈直线布置的弊端，在保证结构件制造工艺不改变、生产人员不增加的情况下，达到了减少占地面积、提高生产效率、降低运行成本的目的。
对于流程制造企业而言，产品生产具有原料物理化学转化、管道式输送、连续性传导性生产等特点，在生产环境智能感知、生产流程智能优化、系统自主决策控制等方面有较高要求，更加注重全流程智能控制生产线的建设。
如，九江石化建立了生产炼化控制中心，集成了DCS控制、生产运行、视频监控、环境监测、全流程优化等多个系统，形成数据驱动的数字化生产管控模式，实现了企业控制率提高10%，数据自动采集率超过90%，以及对污染排放的100%自动监控。同时，九江石化还通过内外联动系统，建立了中控室与生产现场操作的即时互通，确保异常数据信息由移动终端实时反馈至中控室，中控室据此评估制定解决方案、及时发送解决指令，使操作平稳率提高5.3%，操作合格率从90.7%提升至100%。