数字化工厂建设是一个综合性、系统性工程，波及整个企业及其供应链生态系统。数字化工厂建设所要实现的互联互通、系统集成、数据信息融合和产品全生命周期集成将方方面面的人、设备、产品、环境要素联系起来，数字、数据、信息无处不在，决策和行动分布到企业各级员工。因此建设数字化工厂，除了面临技术挑战之外，更多面临组织、文化、流程和人力资源等管理挑战，特别需要企业自身加强复合型信息化人才的培养。
数字化工厂伴随着数字仿真技术和虚拟现实技术发展而来的，它通过对真实工业生产的虚拟规划、仿真优化，实现对企业工厂的产品研发、制造生产和服务的优化和提升，是现代工业化与信息化融合的应用体现。
数字化工厂的关键技术
1、数字化建模技术
通常研究的制造系统是非线性离散化系统，需要建立产品模型、资源模型制造设备、材料、能源、工夹具、生产人员和制造环境等、工艺模型工艺规则、制造路线等以及生产管理模型系统的限制和约束关系。数字化工厂是建立在模型基础上的优化仿真系统，所以数字化建模技术是数字化工厂的基础。
2、 虚拟现实技术
文本信息很难满足制造业的需求，随着三维造型技术发展，三维实体造型技术已得到普遍的应用。具有沉浸性的虚拟现实技术，使用户能身临其境地感受产品的设计过程和制造过程，使仿真的旁观者成为虚拟环境的组成部分。
3、优化仿真技术
仿真优化是数字化工厂的价值核心，根据建立的数字化模型和仿真系统给出的仿真结果及各种预测数据，分析数字化工厂中可能出现的各种问题和潜在的优化方案，进而优化产品设计和生产过程。在数字化工厂制造过程中，仿真技术应用主要包括：面向产品设计的仿真，包括产品的静态和动态性能；面向制造过程的仿真，包括加工过程仿真；装配过程仿真和检测过程仿真等；面向企业其他环节的仿真，包括制造管理过程仿真；以及工厂/车间布局、生产线布局仿真等。
4、 应用生产技术
数字化工厂通过建模仿真提供一整套较为完善的产品设计、工艺开发与生产流程，但是作为生产自动化的需要，数字化工厂系统要求能够提供各种可以直接应用于实际生产的设备控制程序以及各种是生产需要的工序、报表文件等。各种友好、优良的应用接口，能够加快数字化设计向实际生产应用的转化进程。