Les línies de producció de fabricació intel·ligent aconsegueixen una-automatització completa del procés, des de les matèries primeres fins als productes acabats, mitjançant la recollida d'informació, el processament i l'execució. El seu funcionament es basa en principis de control de-bucle tancat, com ara el control PID (control proporcional-integral-derivat) utilitzat per ajustar els paràmetres del procés. Les xarxes de sensors recullen dades de cada etapa de la línia de producció en temps real, incloent informació sobre temperatura, pressió, velocitat i posició. Aquestes dades es transmeten al sistema de control mitjançant un bus de dades per a l'ajust dinàmic. Segons la investigació a 《Intelligent Manufacturing System Design》(2022), les xarxes de sensors poden augmentar la freqüència d'adquisició de dades a més de 100 vegades per segon.
L'equip automatitzat executa tasques de processament mitjançant instruccions de programació i el sistema completa operacions precises mitjançant algorismes de planificació de rutes (com ara l'algorisme A). Segons dades de 《Industrial Technology》(2023), els sistemes moderns poden aconseguir una precisió de posicionament de ± 0,1 mm. Els sistemes de gestió de la informació (com ara MES) integren dades de producció per aconseguir la planificació de la producció, el control de qualitat i el seguiment de l'estat dels equips, millorant l'eficiència global de la producció. Segons la investigació a 《Intelligent Manufacturing Management》(2021), els sistemes MES poden millorar l'eficiència d'execució del pla de producció en més d'un 30%. El funcionament de la línia de producció es basa en tecnologies de comunicació de xarxa, com ara EtherNet i el protocol OPCUA, per garantir la transmissió de dades-en temps real i el funcionament col·laboratiu entre dispositius. Segons les estadístiques de 《Industrial Communication Technology》(2022), el protocol OPCUA pot aconseguir una latència de comunicació de nivell de mil·lisegons-, garantint la capacitat de resposta-en temps real de la línia de producció.