在制造過程的各個環節，幾乎都可廣泛應用人工自動化技術，像是專家系統可以用于工程設計、工藝過程設計、生產調度，以及故障診斷等技術；亦可將神經網路和模糊控制技術等先進技術，應用于產品配方、生產調度等流程，實現制程自動化化。
整合平臺及軟硬體的共同發展，讓系統整合制造更加完整；讓工廠精確地管理原料、制程及產品，不但能夠因此降低成本，此外亦能提升效率。制造的自動化化，讓制程更加精確，亦確立了工廠自動化的新型態，向“自動化工廠”邁進。
近年來，制造業面臨的競爭日趨激烈，消費者的胃口瞬息萬變，造成產品生命週期愈來愈短，客制化產品日趨多樣，制造成本亦跟著難以控制；此外，更加復雜的其他因素變項，使得廠商必須隨時面對不穩定的訂單、少量多樣的生產、生產良率的控制，以及備料庫存壓力等相關問題，從中尋求一個能夠同時提升生產力及競爭力的關鍵策略，成為廠商有志一同的關切方向。
“自動化工廠”的發展，為廠商提出了新的方向。包括清楚掌握產銷流程、提高生產過程的可控性、減少生產線上人工的干預、即時正確地采集生產線數據，以及合理的生產計畫編排與生產進度等，都是業者提升競爭力及生產力所必須掌握的關鍵項目。
環顧工廠制造的發展歷程，早期主要是讓“人”來照顧機臺；在自動化導入后，雖然建立大量標準化規則，并透過程式系統加以控制加工生產，但仍然需要“人”監視機臺，制程資訊亦需要透過人工抄寫，統計資訊內容亦不甚完整。
一直到整合平臺、軟體、硬體及機臺的共同發展，逐漸形成“自動化工廠”概念，才使得廠商從單純的制造業，成為“服務型”的創新產業。
自動化工廠技術來自人工自動化研究
制造領域的自動化，源自于“人工自動化”的研究。自1980年代起，人工自動化被引進制造領域，制造業各種自動化化的機械，如：沖壓機械手，沖床機械手，數控車床機器人等。制程以及系統等技術興起，自動化制造技術尤其更加多元；此外，近年來包括系統平臺、軟體技術、感測系統及網際通訊等技術的突飛勐進，讓自動化制造系統更加強大，甚至能跨越地域限制的遠端控制，都是自動化工廠的技術展現。
不可諱言，制造的全程中實現“完全的”自動化化，雖然并非完全做不到的事情，但現在的技術的確有些難度，只能期待遙遠的將來。但這類早期用于高科技的自動化制程技術，是否可以用于傳統產業的發展，這個傳統以來多是勞力密集化的產業，是否也可以透過相關技術來完成“制造自動化化”，乃至于自動化工廠
回顧過去的制造系統演變，不難發現是需求的改變及新技術的引進，成為改變制造系統型態的主要驅動力。1970年代之前盛行“專用制造系統”，強調快速有效率生產單一產品，以滿足市場的需求；但隨著生產技術的進步，產品的生命週期隨之縮短，傳統的專業制造系統無法滿足市場改變的腳步，于是在1980年代衍生出可程式化及多功能的“彈性制造系統”作為替代，使產品型態改變時，控制者仍可透過程式化介面，調整系統的功能。
在1980至1990年代，制造系統建構的重點，從快速制造轉換為“提升品質”及“降低成本”，這類思考也導致后來“精實制造”及“敏捷制造”蔚為主流；前者指制造活動所需資源減低，后者更進一步將企業組織與產品型態變動融為一體。1983年，人工自動化被帶入製造業，成為工廠自動化的起源，至此之后制造系統自動化的腳步，就一直沒有斷過。
自動化制造的目標，簡單來說，即是將人工自動化融入制造過程的所有環節中，系統直接可以自動監測生產線運作過程，亦可自動調整、自動組織，甚至“最佳化”在制程中整合設計、加工、控制及管理等過程，以適應外界或內部的變化環境。
“制造自動化”之所以蔚為風潮，主要的原因在于原物料價格飛漲，但產品的價格卻因為競爭激烈價格未跟著上揚，廠商必須設法吸納因原物料上漲所增加的成本負擔；因此，讓工廠精確控制原料、制程及產品，不但能夠因此降低成本，此外亦能提升效能，制造的「自動化」便成為工廠自動化的當務之急。
另外，制造的自動化亦是因應產能效率，以及人力成本等問題的解決方桉。早期的臺灣制造商，面對逐漸高昂的人力成本，多以轉向人力成本較低的大陸做為生產制造基地；但在近年來，隨著大陸經濟轉型，人力成本也成為下一階段的新負擔。在大陸的廠商必須重新佈局設點，或轉向內地，或出走他國，而仍留在臺灣的制造業廠商，也同時再次面臨著人口結構的改變。
除了基層勞動力外，技術勞工的短缺也是相同的困境；不論任何地區，均促使產業界對生產自動化與自動化的更高度期盼。
因人力成本所衍生出的“自動化制造”，指的是透過自動化機器與人所共同組成的“人機一體化”系統，制造系統在制程中，協助“人”進行分析、推理、判斷、構思及決策等活動，通過人與自動化機器的合作，系統的功能再次延伸，取代人類在製造過程中原有的部份勞動與腦力，如此一來，“自動化制造”再次更新了制造自動化概念。
目前來看，“自動化工廠”概念仍眾說紛紜，如果就業界的產品布局來看，仍可歸納出一個共通定義，新概念工廠“自動化”，主要可以包含“制程管控可視化”、“系統監管全方位”及“制造綠色化”三層面。
從“制程管控可視化”來看，由于自動化工廠高度的整合性，在產品制程上，包括原料管控及流程，均可直接即時展示于控制者眼前，讓控制者得以全盤掌握制程的現況，同時系統機具的現況亦可即時掌握，讓控制者得以進行在控管制程的同時，減少因系統故障造成偏差。
此外，制程中的相關數據均可保留在資料庫中，讓管理者得以有完整資訊進行后續規劃，也可以依生產線系統的現況規劃機具的維護；也因為資訊的整合，以之建立產品製造的“自動化組合”。
“系統監管全方位”部份，由于自動化制造的設備，必須具有感知能力，以感測器做連結，系統可進行識別、分析、推理、決策、以及控制功能；這類制造裝備，可以說是先進制造技術、資訊技術和自動化技術的深度結合。
當然此類系統，絕不僅只是在工廠內安裝一個軟體系統而已，主要是透過系統平臺「累積知識」的能力，來建立設備資訊及反饋的資料庫。這不但可掌握產品完成之時程，亦可提供更進一步服務，從訂單開始，到產品制造完成、入庫的生產制程資訊，都可在資料庫中一目了然；此外，在遇到制程異常的狀況，控制者亦可更為迅速反應，以促進更有效的工廠運轉與生產。
在“制造綠色化”方面，除了在制造上利用環保材料、留意污染等問題，并與上下游廠商間，從資源、材料、設計、製造、廢棄物回收到再利用處理，以形成綠色產品生命週期管理的循環，更可透過綠色ICT的加值應用，延伸至綠色供應鏈的協同管理、綠色制程管理與自動化環境監控等，協助上下游廠商與客戶之間共同創造符合環保的綠色產品。
自動化工廠早期多注重在“制程”的自動化，這主要是來自于高科技產業的快速發展；透過電腦平臺系統，直接監控機臺及生產線，適合應用在較為精密的產業上；此外像是沖壓工程，多需要勞動力強的工作環境工作，就需要用到沖壓機器人，因此使用機器人乃至于“自動化制造”成為這類廠商的最佳選擇。
因此，從系統架構來看，自動化制造可以將整個系統分為“全方位制造系統”、“可重組自動化系統”以及“自動化化維護系統”三個組合。特征可將自動化制造系統大致歸納下列五項：
一、系統具有自主能力：可采集與理解外界及自身的資訊，并以之分析判及規劃自身行為。
二、整體可視技術的實踐：結合訊號處理、推理預測、彷真及多媒體技術，將實境擴增展示現實生活中的設計與制造過程。
三、協調、重組及擴充特性：系統中各組承擔為可依據工作任務，自行組成最佳系統結構。
四、自我學習及維護能力：透過系統自我學習功能，在制造過程中落實資料庫補充、更新，及自動執行故障診斷，并具備對故障排除與維護，或通知對的系統執行的能力。
五、人機共存的系統：人機之間具備互相協調合作關係，各自在不同層次之間相輔相成。
從自動化制造到自動化工廠，基本上系統的發展均依照這五項特征為基礎，作為后續變化的支撐，而這些特征，也成為工廠自動化的重要特色重點。
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