智能制造技术的应用构成了一个复杂的、交错的大规模制造系统，从产品生命周期、低级到高级的系统层级和智能功能三个维度实现了系统的优化管理。

系统层级从微观到宏观拥有不同的层次，自下而上共五层，包括智能设备层、智能车间层、智能企业层、智能供应链层和智能生态层。

01智能设备层级

智能装备系统水平是智能制造发展的最低阶段，主要包括具有智能功能的控制器、传感器、仪表、机床、生产线等生产领域的制造装备，机械设备智能化是推进智能制造的前提和物质基础。

02智能车间层级

智能制造系统中智能车间的系统级主要包括智能设备管理的监控系统、生产数据采集与分析的数据库系统、组织人际合作的现场控制系统、制造执行系统、智能化设备与智能化工艺相结合，实现工厂和车间生产管理智能化的场所。

03智能企业层级

智能企业层级不仅包括智能设备、智能车间级系统，还包括智能财务管理系统、人力资源管理系统、企业生产计划系统、库存管理系统、物流管理系统、供应链管理系统、智能制造设备、智能制造车间、智能设计、智能运营共同完成任务的场所。

04智能供应链层级

智能制造系统中的智能供应链系统层面不仅包括产品生命周期中所有环节的供应链管理，还包括相关行业、相关企业和相关客户关系的智能管理。由产业链、产品价值链、产品循环链中的企业通过互联网技术实现信息共享，促进协同研发、协同生产、精准物流的实现。

05智能生态层级

智能生态层次是最高层次，包括智能装备、智能生产系统、先进制造技术等不同层次系统在企业中的相互作用，涵盖了企业在产业链、产品价值链和生产要素供应链，最终形成以智能制造技术为核心和智能供应链相互承担的智能制造产业集聚，随着智能装备企业的共同推动，“专业化、专门化”的中小企业在各个分工领域蓬勃发展，智能产品的消费已成为智能生态的主流。

智能制造系统的层级可以参照智能制造成熟度的层级。

将智能制造的成熟度分为六级，分别为L0到L5。L0承接自工业3.0的信息化时代，可以称为自动化阶段。L5则是要达到的真正智能制造阶段。

L0到L5各个层级具体特征：

L0级：自动化阶段。设备需要人工上落料制造单元采用自动化控制技术实现，包括自动化流水线，五轴数控机床，工业焊接机器人等，特征是自动化设备用于一个制造单元，该制造单元的上落料需要人工参与。

L1级：制造单元的上落料采用工业机器人制。

L2级：制造单元之间的物料运输采用AGV、RGV小车等连接，实现物理生产的无人化。

L3级：黑灯工厂。实现设备联网和产线数据采集，可以远程监控，真正实现生产过程的可视化与透明化，管理人员可以及时、准确地了解生产现场的实时状况。

L4级：工业4.0，智慧工厂。实现物理信息系统（CPS），或称为实现物理信息一体化。在L3基础上，实现自感知、自决策、自执行、自适应、自学习。由AI可以自动发现设备故障，分析原因，找到解决方案并通知维护人员。

L5级：工业4.1，无人工厂。智能生产实现信息处理过程的无人化，企业内外信息一体化。信息可以在车间、工厂、供应链之间交换、共享。客户可以随时获取生产数据，自主安排生产计划。