数字化工厂的在线运行与维护过程是一个对实际生产系统状态进行实时监控，并基于不同的系统之间的信息交互实现数字化工厂体系的不断调整与对实际生产系统持续优化的过程。可以将数字化工厂的在线运行与维护体系分成以下三个部分。（1）管理信息系统集成与系统间信息交互
从生产计划角度来说，在复杂的制造环境下，当过多的约束与不确定因素存在时，生产计划是否可行难以保证，并且在现场按计划进行生产时，经常会出现实际与计划偏离的情况，此时需要进行计划的调整与仿真验证调整结果的合理性。因此需要数字化工厂必须要实时与实际生产系统的状态保持同步，各管理信息系统之间集成和信息交互，能够有效的支持生产计划的制定与验证。

（2）现场实时监控与虚拟展示
数字化工厂的虚拟展示是数字化工厂体系的一个非常重要的功能组成部分。在数字化工厂的在线运行维护阶段，虚拟展示主要基于生产现场的实时生产状态数据，通过虚拟图像直观地展示现场的运行状态，便于管理人员及时准确地发现车间中的问题，并支持对异常处理方案的验证分析，有效的保证车间的高效运行。

（3）生产管理与控制
生产管理与控制是数字化工厂体系中对于提升生产系统实际运行效率的最为核心的部分。在数字化工厂的在线运行维护这一过程中，数字化工厂体系将在实现各生产管理信息系统集成的基础上，实现对生产现场的实时监控与虚拟展示，可以有效的支持管理人员对生产现场的管理与控制。
同时在制造执行系统、生产计划系统与仿真平台的配合下，数字化工厂可以有效的改善对现场异常的快速处理、车间配置的优化与生产计划的最优化，保证实际生产系统最大程度的发挥其产出效率。