Dây chuyền sản xuất thông minh đạt được-tự động hóa toàn bộ quy trình từ nguyên liệu thô đến thành phẩm thông qua việc thu thập, xử lý và thực hiện thông tin. Hoạt động của chúng dựa trên các nguyên tắc điều khiển vòng-đóng, chẳng hạn như điều khiển PID (điều khiển vi phân-tích phân-tỷ lệ) được sử dụng để điều chỉnh các tham số quy trình. Mạng cảm biến thu thập dữ liệu từ từng giai đoạn của dây chuyền sản xuất theo thời gian thực, bao gồm thông tin về nhiệt độ, áp suất, tốc độ và vị trí. Dữ liệu này được truyền đến hệ thống điều khiển thông qua bus dữ liệu để điều chỉnh động. Theo nghiên cứu trong 《Thiết kế hệ thống sản xuất thông minh》(2022), mạng cảm biến có thể tăng tần suất thu thập dữ liệu lên hơn 100 lần mỗi giây.
Thiết bị tự động thực hiện các nhiệm vụ xử lý thông qua các hướng dẫn lập trình và hệ thống hoàn thành các hoạt động chính xác thông qua các thuật toán lập kế hoạch đường dẫn (chẳng hạn như thuật toán A). Theo dữ liệu từ 《Industrial Technology》(2023), các hệ thống hiện đại có thể đạt được độ chính xác định vị là ±0,1mm. Các hệ thống quản lý thông tin (như MES) tích hợp dữ liệu sản xuất để lập kế hoạch sản xuất, kiểm soát chất lượng và giám sát trạng thái thiết bị, nâng cao hiệu quả sản xuất tổng thể. Theo nghiên cứu trong 《Intelligent Manufacturing Management》(2021), hệ thống MES có thể cải thiện hơn 30% hiệu quả thực hiện kế hoạch sản xuất. Hoạt động của dây chuyền sản xuất dựa trên các công nghệ giao tiếp mạng, chẳng hạn như EtherNet và giao thức OPCUA, để đảm bảo-truyền dữ liệu theo thời gian thực và hoạt động cộng tác giữa các thiết bị. Theo số liệu thống kê từ 《Industrial Communications Technology》(2022), giao thức OPCUA có thể đạt được độ trễ giao tiếp ở mức{11}phần nghìn giây, đảm bảo khả năng phản hồi theo thời gian thực của dây chuyền sản xuất.