智能制造技术的应用构成一个复杂交错的大制造系统，实现对产品生命周期、低级到高级的系统层级和智能功能三个维度的系统的优化管理。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。
（1）智能设备层级
智能设备系统层级是智能制造发展的最低阶段，主要包括具备智能功能的控制器、传感器、仪表、机床、生产线等生产领域的制造设备，机器设备智能化是智能制造推进的前提和物质基础。
（2）智能车间层级
智能制造系统中的智能车间系统层级主要包括管理智能设备的监视控制系统、采集生产数据与分析的数据库系统、组织人际合作的现场控制系统、制造执行系统等，是智能设备和智能工艺共同作用的地方，实现面向工厂和车间的智能生产管理。
（3）智能企业层级
智能企业层级不仅包括智能设备和智能车间层级系统内容，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、存货管理系统、物流管理系统、供应链管理系统等，是智能制造设备、智能制造车间、智能设计和智能运营共同完成任务的场所。
（4）智能供应链层级
智能制造系统中的智能供应链系统层级不仅包含产品生命周期各环节的链条管理，还包括关联产业、关联企业、关联客户关系的智能管理，由产业链、产品价值链、产品周期链上的企业通过互联网络技术实现信息共享，推进协同研发、协调生产、精准物流的实现。
（5）智能生态层级
智能生态层级是最高层级，包含智能设备、智能生产系统、先进制造技术等不同层级系统在企业的相互作用，涵盖产业链、产品价值链、生产要素供应链等各环节企业的分工协作，最终形成以智能制造技术为核心，智能制造产业集聚，智能供应链相互承接，智能装备企业联合推进，各分工领域“专精特”中小企业蓬勃发展，智能产品消费成为主流的智能生态。
