Se espera que la Industria 4.0 ofrezca ganancias significativas en productividad al asimilar varios avances tecnológicos, incluyendo la computación en la nube, el Internet de las Cosas y dispositivos inteligentes. Sin embargo, no está claro cómo se deben aprovechar estas tecnologías en conjunto para ofrecer los beneficios prometidos. Presentamos el diseño de la arquitectura de un sistema de información que integra estas tecnologías para apoyar procesos de fabricación híbridos, es decir, procesos en los que trabajadores humanos y robóticos colaboran. Mostramos cómo un diseño de arquitectura bien estructurado es la base para un sistema ciberfísico modular y complejo que proporciona gestión de procesos de fabricación horizontal y multifuncional y control vertical de celdas de trabajo heterogéneas. La naturaleza modular permite el soporte en la nube extensible, mejorando su accesibilidad para pequeñas y medianas empresas. El sistema de información está diseñado como parte del Proyecto HORSE: un proyecto de investigación e innovación de cinco años destinado a hacer que los recientes avances tecnológicos sean más accesibles para pequeñas y medianas empresas manufactureras. El consorcio del proyecto incluye 10 fábricas para representar los problemas típicos encontrados en el piso de la fábrica y proporcionar entornos del mundo real para probar y evaluar el sistema de información desarrollado. El modelo de arquitectura del sistema de información resultante se propone como una arquitectura de referencia para un sistema de gestión de operaciones de fabricación para la Industria 4.0. Como arquitectura de referencia, cumple dos propósitos: (1) enmarca la investigación científica y el avance de los sistemas de información para la Industria 4.0 y (2) puede ser utilizado como plantilla para desarrollar aplicaciones de fabricación de grado comercial para la Industria 4.0.