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

第一層設備層級是感知和執(zhí)行單元，包括傳感器、儀器儀表、條碼、射頻識別、機器等，是企業(yè)進行生產(chǎn)活動的物質(zhì)技術基礎；第二層控制層級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)場總線控制系統(tǒng)（FCS）等；第三層車間層級由控制車間/工廠進行生產(chǎn)的系統(tǒng)所構成，包括制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）等；第四層企業(yè)層級實現(xiàn)面向企業(yè)的經(jīng)營管理，包括企業(yè)資源計劃系統(tǒng)（ERP）、產(chǎn)品生命周期管理（PLM）、供應鏈管理系統(tǒng)（SCM）和客戶關系管理系統(tǒng)（CRM）等；第五層協(xié)同層級代表產(chǎn)業(yè)鏈上不同企業(yè)通過互聯(lián)網(wǎng)絡共享信息，實現(xiàn)協(xié)同研發(fā)、智能生產(chǎn)、精準物流和智能服務等。 

智能功能坐標軸包括資源要素、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體，包括設計施工圖紙、產(chǎn)品工藝文件、原材料、制造設備、生產(chǎn)車間和工廠等物理實體，也包括電力、燃氣等能源。此外，人員也可視為資源的一個組成部分。第二層系統(tǒng)集成是指通過信息技術集成原材料、零部件、能源、設備等各種制造資源。由小到大實現(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，實現(xiàn)機器之間、機器與控制系統(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)集成和通信的基礎上，利用云計算、大數(shù)據(jù)等新一代信息技術，在保障信息安全的前提下，實現(xiàn)信息協(xié)同共享。第五層新興業(yè)態(tài)包括個性化定制、遠程運維和工業(yè)云等服務型制造模式。 

生命周期坐標軸是由設計、生產(chǎn)、物流、銷售、服務等一系列相互聯(lián)系的價值創(chuàng)造活動組成的鏈式集。生命周期中各項活動相互關聯(lián)、相互影響。在智能制造的大趨勢下，企業(yè)從主要提供產(chǎn)品向提供產(chǎn)品和服務轉(zhuǎn)變，價值鏈得以延伸。 

第二步：分為五類關鍵技術標準構建智能制造標準體系結構。 

第二步，將智能制造系統(tǒng)架構映射為五類關鍵技術標準，與基礎共性標準和重點行業(yè)標準共同構成智能制造標準體系結構。 

張相木指出，在深入分析標準化需求的基礎上，綜合智能制造系統(tǒng)架構各維度邏輯關系，智能制造系統(tǒng)架構中的生命周期維度、系統(tǒng)層級維度和智能功能維度的節(jié)點之間相互映射，描繪出了智能制造標準的完整需求，并可以歸納為由關鍵技術標準、基礎共性標準和重點行業(yè)標準構成的智能制造標準體系結構來表示。 

基礎共性標準作為關鍵技術標準和重點行業(yè)標準的基礎支撐，位于智能制造標準體系結構圖的最底層；關鍵技術標準中，“智能裝備”標準與智能制造實際生產(chǎn)聯(lián)系最為緊密，位于關鍵技術這一類標準的最底層；“智能工廠”標準，是對智能制造裝備、軟件、數(shù)據(jù)的綜合集成，位于“智能裝備”和“智能服務”標準之間，在智能制造標準體系中起著承上啟下的作用；“智能服務”涉及到對智能制造新模式和新業(yè)態(tài)的標準研究，位于關鍵技術類標準的頂層；“工業(yè)軟件和大數(shù)據(jù)”標準與“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”標準貫穿關鍵技術標準的其他3個領域，分別位于智能制造標準體系結構圖的關鍵技術標準的最左側和最右側，打通物理世界和信息世界，推動生產(chǎn)型制造向服務型制造轉(zhuǎn)型；重點行業(yè)標準位于智能制造標準體系結構圖的最頂層，面向行業(yè)具體需求，對基礎共性標準和關鍵技術標準進行細化和落地，指導各行業(yè)推進智能制造。