智能制造的历史，最早源于机器与人的关系。早期机器的功能表现不能遂人愿，人很难掌控机器的全部状态情况。而在机器不智能的时代，只能靠人的智能来弥补。
早期的“智能制造”是上个世纪90年所形成的“智能制造系统”的概念，是一种由智能机器和人类专家共同组成的人机一体化智能系统，更简单地被称为“专家系统”。这是1980s年代末信息领域人工智能（AI）二度兴起时的产物。
这个定义是基于AI的，从当时工业界的角度来看，与制造业没无太多的结合点。在那个时候AI界人士所期待的“智能”，是由“智能体（Agent）”（也译作“智能代理”）来实现的。除了名词上的高度类似，实际上，上个世纪90年代的“智能制造系统”的内涵，与今天“智能制造”的内涵，无论在智能的含义、制造的范畴、资源的集成与分享、数据的体量上，都有了明显的区别。
智能制造，离不开对各式各样的智能系统的构建，从智能产品到智能产线，从智能物流到智能服务，从智能组织到智能企业。
毫无疑问，数字化是智能制造的基础。没有数字化，就没有恒定智能系统和开放智能系统。没有各种数字化的基础设施的配套，CPS中的数字世界是无法正常发挥其智能“使能”的作用的。
所谓数字设备，是各种数字化软件、硬件、网络等设备的统称。在工业界对数字化的较大范围的应用，起始于早期的计算机辅助设计CAD和制造CAM等。数字化为产品定义与修改提供了强大的研发手段，例如，波音公司用4年半打造的波音777比花费了24年建造的波音747要好很多，数字化研发手段是关键。
数字化一切可以数字化的事物。无论是研发手段的数字化，服务模式的数字化，还是产品本身的数字化。
与此同时登场的网络化：网联一切可以联接的事物。数字化和网络化相互辉映，实现网络的泛在，打造了一个良好的数字化基础设施架构。下一步顺理成章的是，实现数据的自由、畅通、有序的流动。
然而，智能制造仍然需要更加复杂的因素来实现数据的解放和流动。
智能制造需要解决两个问题：一是要充分满足客户日益增长的个性化需求；二是产品本身的复杂性，如企业内部管理、外部供应链协同，生产过程、使用过程充满了高度不确定性。
而数字化、网络化、知识化和自组织化，作为智能制造的重要内核，将促使制造业实现深刻的变化。
数字化提高了产品或机器在功能上的柔性；
网络化瓦解了时间和空间上的限制，同时所带来的信息对称消灭了多数中间环节；
知识化使得工业技术体系得以从人延展到机器，让设备与人类知识在数字世界中达到完美统一；
而自组织化则打破了原有的僵化的企业边界，大幅度削平了知识的高墙壁垒，降低了知识的迁移难度，从而为灵活的组织和群体智慧提供了全新的管理支撑。
在数字化、网络化、知识化实现之后，自组织化将对传统的企业形式带来深刻而持久的、不可逆转的冲击，打破企业近三百年不变的边界和组织形式。生产关系的变革将引发工业领域的新工业革命。