横向集成是指网络协同制造的企业间通过价值链以及信息网络所实现的一种资源信息共享与资源整合，确保了各企业间的无缝合作，提供实时产品与服务的机制。横向集成主要体现在网络协同合作上，主要是指从企业的集成到企业间的集成，走向企业间产业链、企业集团甚至跨国集团这种基于企业业务管理系统的集成，产生新的价值链和商业模式的创新（图2）。
图2 智能工厂的横向集成
纵向集成是指基于智能工厂中的网络化的制造体系，实现分散式生产，替代传统的集中式中央控制的生产流程。纵向集成主要体现在工厂内的科学管理上，从侧重于产品的设计和制造过程，走到了产品全生命周期的集成过程，建立有效的纵向的生产体系（图3）。
图3 智能工厂的纵向集成
端对端集成是指贯穿整个价值链的工程化信息系统集成，以保障大规模个性化定制的实施。端对端集成以价值链为导向，实现端到端的生产流程，实现信息世界和物理世界的有效整合。端对端集成是从工艺流程角度来审视智能制造，主要体现在并行制造上，将由单元技术产品通过集成平台，形成企业的集成平台系统，并朝着工厂综合能力平台发展（图4）。
图4 智能工厂的端到端的集成
智能工厂的三项集成，从多年来以信息共享为集成的重点，走到了过程集成的阶段，并不断向智能发展的集成阶段迈进。“工业4．0”推动在现有高端水平上的纵向、横向以及端到端的，包括企业内部、企业与网络协同合作企业之间以及企业和顾客之间的全方位的整合。
从过去集成化思想在制造业中发展历程以及给制造业带来的效果评价来看，制造业已然越来越离不开以先进技术为支持的全方位整合。可以说，基于全方位整合的集成化思维是制造业新思维之一。而且，制造业今后的发展也必将以“借势借力、整合资源”的全方位整合为基本思路。
二、智能设备
在未来的智能工厂，每个生产环节清晰可见、高度透明，整个车间有序且高效地运转。“工业4．0”中，自动化设备在原有的控制功能基础上，附加一定新功能，就可以实现产品生命周期管理、安全性、可追踪性与节能性等智能化要求。这些为生产设备添加的新功能是指通过为生产线配置众多传感器，让设备具有感知能力，将所感知的信息通过无线网络传送到云计算数据中心，通过大数据分析决策进一步使得自动化设备具有自律管理的智能功能，从而实现设备智能化。