智能制造的系統層級體現了裝備智能化和管理信息化，以及產業鏈網絡化的趨勢。張相木指出，系統層級坐標軸自下而上共五層，分別為設備層、控制層、車間層、企業層和協同層，其中： 

第一層設備層級是感知和執行單元，包括傳感器、儀器儀表、條碼、射頻識別、機器等，是企業進行生產活動的物質技術基礎；第二層控制層級包括可編程邏輯控制器（PLC）、數據采集與監視控制系統（SCADA）、分布式控制系統（DCS）和現場總線控制系統（FCS）等；第三層車間層級由控制車間/工廠進行生產的系統所構成，包括制造執行系統（MES）等；第四層企業層級實現面向企業的經營管理，包括企業資源計劃系統（ERP）、產品生命周期管理（PLM）、供應鏈管理系統（SCM）和客戶關系管理系統（CRM）等；第五層協同層級代表產業鏈上不同企業通過互聯網絡共享信息，實現協同研發、智能生產、精準物流和智能服務等。 

智能功能坐標軸包括資源要素、系統集成、互聯互通、信息融合和新興業態等五層，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、產品工藝文件、原材料、制造設備、生產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。由小到大實現從智能裝備到智能生產單元、智能生產線、數字化車間、智能工廠，乃至智能制造系統的集成。第三層互聯互通是指通過有線、無線等通信技術，實現機器之間、機器與控制系統之間、企業之間的互聯互通。第四層信息融合是指在系統集成和通信的基礎上，利用云計算、大數據等新一代信息技術，在保障信息安全的前提下，實現信息協同共享。第五層新興業態包括個性化定制、遠程運維和工業云等服務型制造模式。 

生命周期坐標軸是由設計、生產、物流、銷售、服務等一系列相互聯系的價值創造活動組成的鏈式集。生命周期中各項活動相互關聯、相互影響。在智能制造的大趨勢下，企業從主要提供產品向提供產品和服務轉變，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，綜合智能制造系統架構各維度邏輯關系，智能制造系統架構中的生命周期維度、系統層級維度和智能功能維度的節點之間相互映射，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聯系最為緊密，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、數據的綜合集成，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態的標準研究，位于關鍵技術類標準的頂層；“工業軟件和大數據”標準與“工業互聯網”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，推動生產型制造向服務型制造轉型；重點行業標準位于智能制造標準體系結構圖的最頂層，面向行業具體需求，對基礎共性標準和關鍵技術標準進行細化和落地，指導各行業推進智能制造。