从概念上说，数字化工厂涵盖产品设计、工艺设计、虚拟仿真、生产管理、制造数据管理。德国工程师协会对数字化工厂的定义包括下述三个方面。

——数字化工厂是由数字化模型、方法和工具构成的综合网络，包含仿真和3D/虚拟现实可视化，通过连续无中断的数据管理集成在一起。

——数字化工厂是一种新型生产组织方式，以产品全生命周期的相关数据为基础，在计算机虚拟环境中对整个生产过程进行仿真、评估和优化，并进一步扩展到整个产品生命周期。

——数字化工厂主要解决产品设计和产品制造之间的鸿沟，实现产品全生命周期中的设计、制造、装配、物流等各个方面的功能，降低设计到生产制造之间的不确定性；在虚拟环境下将生产制造过程压缩和提前，并得以评估与检验，从而缩短产品设计到生产转化的时间，并且提高产品的可靠性与成功率。

总之，数字化工厂是利用数字化技术，集成产品设计、制造工艺、生产管理、企业管理、销售和供应链等各方面人员的知识、智慧和经验，进行产品设计、生产、管理、销售、服务的现代化工厂模式。这种模式特别依赖泛在网络（互联网、物联网）技术，实时获取工厂内外相关数据和信息，有效优化生产组织的全部活动，达到生产效率、物流运转效率、资源利用效率最高，对环境影响最小，充分发挥从业人员能动性的结果。

2006年，美国总结了以制造为中心的数字制造、以设计为中心的数字制造和以管理为中心的数字制造，并考虑了原材料和能源供应和产品的销售供应，提出用工程技术、生产制造和供应链这三个维度来描述工厂的全部功能和活动，如图2.1-1所示。

(www.daowen.com)

图2.1-1　数字化工厂模型用三个维度表达

通过建立描述这三个维度的信息模型，利用适当的软件就能够完整表达围绕产品设计、技术支持、生产制造以及原材料供应、销售和市场相关的所有环节的功能和活动。

如果这些描述和表达能够得到实时数据的支持，还能够实时下达指令指导这些活动，并且为实现全面的优化能源在这三个维度之间进行交互，可以肯定地说这就是我们理想的数字化工厂。如果在此基础上能在市场营销、能源优化利用诸方面引入智能商务和智能能源管理，显然这一定是智能工厂了。

换一种表达方式，我们可以把数字化工厂看作是产品工程、工厂设计与优化、车间装备建设及生产运作控制等的数字化，其目的是实现产品的数字化设计、产品的数字化制造、经营业务过程和制造过程的数字化管理，以及综合集成优化等，如图2.1-2所示。

图2.1-2　数字化工厂