إن شدة التنافس بين الشركات المنتجة و الاستهلاك السريع للمنتجات زاد تعقيد هذه المنتجات، مما جعل الشركات تفكر في تخفيض زمن التصميم و التنفيذ فظهرت فكرة المصنع الرقمي، و الذي يهدف لتحقيق نظام إنتاج بزمن أقل و بتصميم أمثلي و باستخدام بارامترات تشغيل مثلى دون الحاجة لتعديلات هندسية لاحقة. تم عرض منهجية جديدة لتكامل نمذجة عمليات تصميم نظم الإنتاج و أتمتها و التحكم بها و محاكاة عملها باستخدام مفهوم المصنع الرقمي للوصول لتكامل النماذج و البيانات بتطبيق مفاهيم النمذجة و المحاكاة خلال مرحلة التصميم، حيث يشكل هذا البحث نموذج مرجعي للمصنع الرقمي بني على إطار عمل متكامل بين التطبيقات الهندسية من خلال نموذج حاسوبي ذو نواة واحدة مشتركة قائمة على تكامل النمذجة ثلاثية الأبعاد مع نظام التحكم للوصول للتصميم الأفضل المستخدم في التنفيذ الفعال لنظام الإنتاج أو المنتجات. حيث تم تحقيق نسبة تطابق 83% بين المصنع الرقمي الافتراضي و المصنع الحقيقي باستخدام زمن العملية الإنتاجية كعامل تقييم رئيس.