工厂实行12小时两班倒的工作制度是否合法，需根据具体情况及工时制度来判断。以下是对此问题的详细分析：
标准工时制下的合法性
- 法律规定：根据《中华人民共和国劳动法》第三十六条和《国务院关于职工工作时间的规定》第三条，国家实行劳动者每日工作时间不超过八小时、平均每周工作时间不超过四十四小时（或四十小时）的工时制度。
- 合法性判断：若工厂未经劳动行政部门批准，直接安排员工每天工作12小时，且未合理安排调休或支付加班费，这种做法是违法的。因为这明显超过了法定的工作时间限制。
综合计算工时工作制下的合法性
- 法律规定：对于部分因工作性质特殊需连续作业或受季节及自然条件限制的行业，可以实行综合计算工时工作制。在此制度下，企业需在综合计算周期内（如周、月、季、年等）确保总实际工作时间不超过总法定标准工作时间。
- 合法性判断：若工厂属于这些特殊行业，并经过了劳动行政部门的审批，且在综合计算周期内确保了总工作时间不超标，那么某一天工作12小时可能是合法的。但需注意，法定节假日工作的，应按照不低于劳动者本人日或小时工资的300%支付工资报酬。
不定时工作制下的合法性
- 法律规定：对于企业中的高级管理人员、外勤人员、推销人员、部分值班人员等因工作无法按标准工作时间衡量的职工，可以实行不定时工作制。此制度同样需要经过劳动行政部门的审批。
- 合法性判断：在不定时工作制下，虽然工厂可能不需要支付加班费，但仍需确保员工的休息权利，并在法定节假日工作时参照当地规定执行。单纯的12小时工作制，并不能直接判定为违法，但需确保员工的整体休息和工作时间安排符合法律规定。
加班费支付与休息权利保障
- 加班费支付：无论工厂实行哪种工时制度，若安排劳动者延长工作时间，均需依法支付加班费。具体标准为：延长工作时间支付不低于工资的150%的工资报酬；休息日工作且不能安排补休的支付不低于工资的200%；法定休假日工作的支付不低于工资的300%。
- 休息权利保障：用人单位应当保证劳动者每周至少休息一日。这是劳动者的基本权利，工厂必须予以保障。
建议与指导：
- 对于工厂来说，实行12小时两班倒工作制前，应仔细评估是否符合劳动法的相关规定，并确保获得必要的审批。同时，要合理安排员工的工作和休息时间，确保员工的身心健康。
- 对于劳动者来说，应密切关注自己的工作时间和权益保障情况。如有疑问或发现权益受损，应及时向工厂提出或向我咨询，以维护自身合法权益。
综上所述，工厂实行12小时两班倒的工作制度是否合法，需根据具体的工时制度、工作安排以及是否依法支付加班费等因素综合判断。如有任何疑问或需要进一步的法律帮助，请随时向我咨询。