数字化工厂的主要环节与关键技术产品设计环节——三位建模是基础在产品研发设计环节利用数字化建模技术为产品构建三维模型，能够有效减少物理实体样机制造和人员重复劳动所产生的成本。同时，三维模型涵盖着产品所有的几何信息与非几何制造信息，这些属性信息会通过PDM/cPDM(产品数据管理/协同产品定义管理)这种统一的数据平台，伴随产品整个生命周期，是实现产品协同研制、产品从设计端到制造端一体化的重要保证。经历了三十余年的发展，数字化建模技术已经相当成熟，至今使用三维CAD设计软件的全三维建模技术在制造业的应用已经相当普及。数字化建模技术的应用始于航空航天领域，由于对产品和零部件的精度、质量、加工工艺有着比其他行业更加苛刻的要求，航空航天工业让数字化建模技术的效用得以充分发挥。

数字化工厂作为一套覆盖广泛的网络体系也被称为工业4。0，而之前的三次工业化浪潮分别由蒸汽机机械化、电力与流水线以及计算机的问世所驱动。该网络体系中采用的设备来自于物联网，整合形成端到端的生态体系。这一生态体系涵盖了内部职能（如销售、采购、工程设计以及研发）和外部参与者（如供应商和客户）。数字化工厂能够迅速根据客户需求定制产品，快速应对不断变化的需求和趋势。

数字化工厂计划开展试点项目从试点项目开始，对技术和概念进行测试。当未经验证、具有风险的全新方式无法吸引投资或获得支持时，该步骤尤其有效。小范围的试点成功通常能为大范围推广树立信心。可能的试点方式是在一到两个工厂内实施垂直整合，涵盖数字工程和集成制造规划，或者是在关键制造设备上安装传感器和执行器，并使用数据分析来探索预测性维护解决方案。另一种试点方式是在特定工厂内对特定生产线进行数字化。试点项目应整合各种数字化应用程序，而不是单独实施各项技术升级。

数字化工厂计划明确所需能力试点项目所得出的经验教训可以协助探索并确定必要能力。这些能力取决于公司的生产战略、业务目标以及开发及采用新技术的能力。一些公司力求成为物流领域的羊；一些则从提高生产力或产品质量中获得利润增长；还有一些公司使用数据作为开展的切入点。尽管数字化设备可以为上述发展增添一臂之力，但如果没有在企业、人员、流程和技术层面建立起合适的能力，数字化工厂将无法实现增强业务的目标。