智能制造的系統(tǒng)層級(jí)體現(xiàn)了裝備智能化和管理信息化，以及產(chǎn)業(yè)鏈網(wǎng)絡(luò)化的趨勢(shì)。張相木指出，系統(tǒng)層級(jí)坐標(biāo)軸自下而上共五層，分別為設(shè)備層、控制層、車間層、企業(yè)層和協(xié)同層，其中： 

第一層設(shè)備層級(jí)是感知和執(zhí)行單元，包括傳感器、儀器儀表、條碼、射頻識(shí)別、機(jī)器等，是企業(yè)進(jìn)行生產(chǎn)活動(dòng)的物質(zhì)技術(shù)基礎(chǔ)；第二層控制層級(jí)包括可編程邏輯控制器（PLC）、數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)（SCADA）、分布式控制系統(tǒng)（DCS）和現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)（FCS）等；第三層車間層級(jí)由控制車間/工廠進(jìn)行生產(chǎn)的系統(tǒng)所構(gòu)成，包括制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）等；第四層企業(yè)層級(jí)實(shí)現(xiàn)面向企業(yè)的經(jīng)營(yíng)管理，包括企業(yè)資源計(jì)劃系統(tǒng)（ERP）、產(chǎn)品生命周期管理（PLM）、供應(yīng)鏈管理系統(tǒng)（SCM）和客戶關(guān)系管理系統(tǒng)（CRM）等；第五層協(xié)同層級(jí)代表產(chǎn)業(yè)鏈上不同企業(yè)通過互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)共享信息，實(shí)現(xiàn)協(xié)同研發(fā)、智能生產(chǎn)、精準(zhǔn)物流和智能服務(wù)等。 

智能功能坐標(biāo)軸包括資源要素、系統(tǒng)集成、互聯(lián)互通、信息融合和新興業(yè)態(tài)等五層，其中：第一層資源要素代表制造資源物理實(shí)體，包括設(shè)計(jì)施工圖紙、產(chǎn)品工藝文件、原材料、制造設(shè)備、生產(chǎn)車間和工廠等物理實(shí)體，也包括電力、燃?xì)獾饶茉?。此外，人員也可視為資源的一個(gè)組成部分。第二層系統(tǒng)集成是指通過信息技術(shù)集成原材料、零部件、能源、設(shè)備等各種制造資源。由小到大實(shí)現(xiàn)從智能裝備到智能生產(chǎn)單元、智能生產(chǎn)線、數(shù)字化車間、智能工廠，乃至智能制造系統(tǒng)的集成。第三層互聯(lián)互通是指通過有線、無線等通信技術(shù)，實(shí)現(xiàn)機(jī)器之間、機(jī)器與控制系統(tǒng)之間、企業(yè)之間的互聯(lián)互通。第四層信息融合是指在系統(tǒng)集成和通信的基礎(chǔ)上，利用云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等新一代信息技術(shù)，在保障信息安全的前提下，實(shí)現(xiàn)信息協(xié)同共享。第五層新興業(yè)態(tài)包括個(gè)性化定制、遠(yuǎn)程運(yùn)維和工業(yè)云等服務(wù)型制造模式。 

生命周期坐標(biāo)軸是由設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、物流、銷售、服務(wù)等一系列相互聯(lián)系的價(jià)值創(chuàng)造活動(dòng)組成的鏈?zhǔn)郊?。生命周期中各?xiàng)活動(dòng)相互關(guān)聯(lián)、相互影響。在智能制造的大趨勢(shì)下，企業(yè)從主要提供產(chǎn)品向提供產(chǎn)品和服務(wù)轉(zhuǎn)變，價(jià)值鏈得以延伸。 

第二步：分為五類關(guān)鍵技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)建智能制造標(biāo)準(zhǔn)體系結(jié)構(gòu)。 

第二步，將智能制造系統(tǒng)架構(gòu)映射為五類關(guān)鍵技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，與基礎(chǔ)共性標(biāo)準(zhǔn)和重點(diǎn)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)共同構(gòu)成智能制造標(biāo)準(zhǔn)體系結(jié)構(gòu)。 

張相木指出，在深入分析標(biāo)準(zhǔn)化需求的基礎(chǔ)上，綜合智能制造系統(tǒng)架構(gòu)各維度邏輯關(guān)系，智能制造系統(tǒng)架構(gòu)中的生命周期維度、系統(tǒng)層級(jí)維度和智能功能維度的節(jié)點(diǎn)之間相互映射，描繪出了智能制造標(biāo)準(zhǔn)的完整需求，并可以歸納為由關(guān)鍵技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、基礎(chǔ)共性標(biāo)準(zhǔn)和重點(diǎn)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)成的智能制造標(biāo)準(zhǔn)體系結(jié)構(gòu)來表示。 

基礎(chǔ)共性標(biāo)準(zhǔn)作為關(guān)鍵技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和重點(diǎn)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)支撐，位于智能制造標(biāo)準(zhǔn)體系結(jié)構(gòu)圖的最底層；關(guān)鍵技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)中，“智能裝備”標(biāo)準(zhǔn)與智能制造實(shí)際生產(chǎn)聯(lián)系最為緊密，位于關(guān)鍵技術(shù)這一類標(biāo)準(zhǔn)的最底層；“智能工廠”標(biāo)準(zhǔn)，是對(duì)智能制造裝備、軟件、數(shù)據(jù)的綜合集成，位于“智能裝備”和“智能服務(wù)”標(biāo)準(zhǔn)之間，在智能制造標(biāo)準(zhǔn)體系中起著承上啟下的作用；“智能服務(wù)”涉及到對(duì)智能制造新模式和新業(yè)態(tài)的標(biāo)準(zhǔn)研究，位于關(guān)鍵技術(shù)類標(biāo)準(zhǔn)的頂層；“工業(yè)軟件和大數(shù)據(jù)”標(biāo)準(zhǔn)與“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”標(biāo)準(zhǔn)貫穿關(guān)鍵技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的其他3個(gè)領(lǐng)域，分別位于智能制造標(biāo)準(zhǔn)體系結(jié)構(gòu)圖的關(guān)鍵技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的最左側(cè)和最右側(cè)，打通物理世界和信息世界，推動(dòng)生產(chǎn)型制造向服務(wù)型制造轉(zhuǎn)型；重點(diǎn)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)位于智能制造標(biāo)準(zhǔn)體系結(jié)構(gòu)圖的最頂層，面向行業(yè)具體需求，對(duì)基礎(chǔ)共性標(biāo)準(zhǔn)和關(guān)鍵技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行細(xì)化和落地，指導(dǎo)各行業(yè)推進(jìn)智能制造。