机械制造的自动化目标很明确，就是将机械设备与自动化通过计算机的方式结合起来，形成一系列先进的制造技术，包括CAD（计算机辅助设计）、CAM（计算机辅助制造）、FMC（柔性制造系统）等，最终形成大规模计算机集成制造系统（CIMS），使传统的机械加工得到质的飞跃。具体在工业中的应用包括数控机床、加工中心等。

1943年美国福特汽车公司与克罗斯公司共同研制出一条自动生产线。在生产线上的金属材料或半成品自动按顺序地移动，并连续不断地被加工。它可以节省劳动力，缩短生产周期，提高生产率，取得了迅速发展。50年代中期，这种单一品种、大批量生产的自动生产线的发展达到了高峰。70年代以来除了用自动机床和组合机床构成自动生产线外，铸造、锻压、焊接、热处理、电镀、喷漆和装配等过程也开始实现自动化。

数控机床的出现，不仅解决了采用常规方法难以解决的复杂零件加工问题，而且为单一品种中小批量生产加工自动化开辟了新途径。以计算机数控机床为基础，配以刀具库或多轴箱库，即构成了加工中心，它可根据加工程序自动更换刀具或多轴箱。工件在一次装夹之后，可以完成4个面甚至5个面以上的各种加工工序。加工中心的应用大大减少了设备台数和占地面积，减少了工件周转时间和装夹次数，有利于工艺管理，同时也提高了生产率和加工精度。

在数控机床、加工中心的基础上，再配以柔性的工件自动装卸、自动传送和自动存取装置，并利用计算机进行管理和监督，组成可自动连续加工多种零件的柔性制造系统。应用柔性制造系统可以减少制品的库存量和进一步提高设备利用率。

20世纪50年代以来，在生产的工艺准备与制造、经营管理、设计过程中各自独立发展起来的计算机应用技术，为形成计算机集成制造系统奠定了基础。70年代后期，成组技术、柔性制造系统、自动化仓库、计算机辅助设计与计算机辅助制造技术、工业机器人相结合，形成了高度自动化的计算机集成制造系统，从而进一步提高生产率和产品质量，缩短新产品的研制周期，减少产品的库存量。因此，有人称采用此种系统的工厂为自动工厂。