世界各工業發達國家通過發展數控技術、建立數控機床產業，促使機械加工業跨入一個新的“現代化”的歷史發展階段，從而給國民經濟的結構帶來了巨大的變化。數控機床不但是機電工業的重要基礎裝備，是汽車、石化、電子等支柱產業生產現代化的主要手段，數控機床也是世界第三次產業革命的一個重要內容。數控機床產業本身的產值遠不如汽車、化工等產業，但高效能的數控機床給制造業帶來了高倍率的效益增長和現代化的生產方式，是促進國家國民經濟發展的巨大源動力。特別是數控技術在制造業的擴展與延伸所產生的輻射作用和波及效果足以對機械制造業的產業結構、產品結構、專業化分工方式、機械加工方式及管理模式、社會的生產分工、企業的運行機制等帶來深刻的變化。
    在數控機床中得到廣泛應用的數控技術，是一種采用計算機對機械加工過程中各種控制信息進行數字化運算、處理，并通過高性能的驅動單元對機械執行構件進行自動化控制的高新技術。當前已有大量機械加工裝備采用了數控技術，其中最典型而應用面最廣的是數控機床。由于機械加工工藝的多樣性和加工零件的復雜性，使數控機床的規格、品種多樣、性能差異極大，控制參數復雜，調試操作繁瑣，因此在將不斷飛速發展的通用計算機技術及其體系結構、現代自動控制理論及現代的電力電子技術應用于新一代數控機床時，要強調使其具有“開放式”與“智能化”的特點。
    1．“開放式”
    要求新一代數控機床的控制系統是一種開放式、模塊化的體系結構，其特點是：在實現系統構成要素模塊化的同時，要通過這些要素之間的標準化，能夠將由不同買方提供的要素自由地結合起來，從而能方便地構成完整的系統。具體如下：
    －－－系統的構成要素應是模塊化的，同時各模塊之間的接口必須是標準化的；
    －－－系統的軟件、硬件構造應是“透明的”、“可移植的”；
    －－－系統應具有“連續升級”的能力。
    同時新一代數控機床的機械結構也應是開放式的，其特點應是：
    －－－采用功能模塊部件組成的機床；
    －－－采用“工藝策劃”、“加工數據庫”向用戶開放；
    －－－采用“信息技術”將社會制造資源的合理調配逐步在機械制造業建立完善的虛擬化與網絡化的先進制造體系，使機械制造業資源高效地被利用，達到降低成本、提高質量、縮短制造周期的目的。
    2．智能化
    所謂智能化數控系統，是指具有擬人智能特征，在數控系統中具有模擬、延伸、擴展的智能行為的知識處理活動，如自學習、自適應、自組織、自尋優、自鎮定、自識別、自規劃、自修復、自繁殖等。智能數控系統通過對影響加工精度和效率的物理量進行檢測、建模、提取特征、自動感知加工系統的內部狀態及外部環境，快速做出實現最佳目標的智能決策，對進給速度、切削深度、坐標移動、主軸轉速等工藝參數進行實時控制，使機床的加工過程處于最佳狀態。
    當前數控系統所需要的功能將不只是高的性能（高速、高精度、高可靠性），而且還包括許多智能功能，如加工運動規劃、推理、決策能力以及加工環境的感知能力、制造網絡通信能力（包括與人的交互）、智能編程、智能數據庫、智能監控等。
    經過實踐證明，上述的“智能化”技術，在21世紀還要應用于新一代數控機床的調整、使用與維修等各個環節，使人工參與大為簡化，要應用“智能化”技術，對人機界面進行包裝，要充分利用自然語言、視窗界面和簡單化的人工運作，使機床的調整、使用與維修趨于“傻瓜化”。

    二、現狀及國內外發展趨勢

    1．國外發展趨勢
    縱觀數控技術的發展歷史，不難看出數控技術的發展是逐步跟蹤計算機技術的發展而不斷發展的，從1956年至今，大致經歷了如下四個階段：
    1956年－1974年，專用硬件NC的時代；
    1975年－1989年，專用計算機數控時代，即微處理器NC的時代（μ   PC）；
    1990年－1995年，BASIC PC  的CNC時代；
    1996年至今，開始全PC開放式智能化數控新階段。
    前三個階段的NC裝置存在著以下局限性：
    －－－不能自由地從信息網上選取信息；
    －－－體系結構不開放，用戶接口不完善，機械廠家和用戶不能自主地根據需要對數控系統進行裁剪，用戶自身的技術訣竅不能方便地融入，創造出自己的名牌產品；
    －－－不能充分地利用已有的通用軟件資源；
    －－－不能自由地獲取外部的工況信息；
    －－－體系結構繁多，不利于批量生產、提高可靠性和降低成本，削弱了市場供應能力和競爭能力，同時限制了數控技術的發展。
    近年來美國、歐共體、日本等國紛紛采取措施，投入大量的財力，聯合各廠，甚至多國進行合作，研究新一代的數控系統，從前述的資料看，世界的數控技術正處在向全PC開放式體系結構數控平臺時代轉折，這一轉折正是適應了計算機技術、信息技術、網絡技術等技術的發展的必然結果。
    由于現代機械加工業逐步向柔性化、集成化、智能化方向發展，因此新一代數控技術就必需強調具有開放式、智能化的特征。近幾年來世界發達國家紛紛采取措施，投入大量的人力、財力組織優勢力量進行新一代開放式體系結構和具有智能型功能的數控技術開發與研究，包括美國的NGC和OMAC計劃、歐共體的OSACA計劃、日本的OSEC計劃等。
    數控機床機械結構更趨向于“開放式”，為滿足現代機械加工的多樣化需求，新一代的數控機床具有以下特點：
    （1）機床結構按模塊化、系列化原則進行設計與制造，以便縮短供貨周期，最大限度滿足用戶的工藝需求。
    （2）由于數控機床的很多部件的質量指標的不斷提高，品種規格的逐漸增加、機電一體化內容更加豐富、功能參數日趨龐雜，因此專門為數控機床配套的各種功能部件已完全商品化，為建立具有競爭能力的機床廠創造了條件。
    （3）為向用戶開放，各發達國家的數控機床廠都積極建立完全開放式的產品售前、售后服務體系。建立開放式的零件試驗室，建立自助式數控機床操作、維修培訓中心。
    （4）采用信息網絡技術，把社會上各種制造資源根據加工任務進行合理組合與調用，是21世紀將先進制造技術發展的必然趨勢，世界各國都在積極進行這方面的研究工作。
    （5）人工智能化技術在數控技術中的推廣應用。隨著人工智能在計算機領域不斷滲透和發展，數控系統向智能化發展。在新一代的數控系統和伺服裝置中，由于采用“進化計算”（Evolutionary Computation），“模糊系統”（Fuzzy System）和“神經網絡”（Neural Network）等三個方面新的控制機理，性能大大提高。這種高性能的智能化的數控系統不但具有自動編程、前饋控制、自適應切削，工藝參數自生成、運動參數動態補償等功能，更具特色的是考慮到操作使用的因素而呈現的極為友好的人機界面。
    當前采用模糊控制原理的電加工數控系統和具有自學習、自建立數學模型、自調整參數的高性能數控機床伺服驅動裝置已有產品并在市場中具有強的競爭能力。
    2．我國數控技術開發現狀與差距
    我國的數控技術，在“八五”攻關中，不失時機地提出了以自主版權為目標，以平臺為基礎的發展戰略，而且在攻關過程中，瞄準或調整到以PC機為基礎的發展路線上，并以此形成了兩種平臺，開發出了四個基本系統，其中華中I型和中華I型是將數控專用模板嵌入通用PC機構成的單機數控系統，航天I型和蘭天I型是將PC機嵌入到數控之中構成的多機數控系統，形成典型的前后臺型結構，國內其它單位也都先后開發開放式體系結構系統。
    然而就總體而論，還僅僅處于開始階段，雖然各個系統都向PC平臺方向發展，但在具體的實施開發中仍然存在一些問題。最大的問題即是開放性不夠、開發環境和支持手段不足，要作為用戶方便地進行二次開發的開放程度還遠未達到，只是具有相當技術力量的開發單位才能使用，而作為能夠普及到一般用戶的程度則還遠遠不夠。
    利用PC機設計數控系統使得CNC的重點由硬件轉向軟件，為我國的數控發展消除了硬件上的“瓶頸”制約，從而可能加快生產出實用產品。而且PC－NC畢竟使CNC向開放性體系結構邁出了一大步。
    在數控機床設計與制造中，我國已開始采用模塊化技術，對數控切削加工中的工藝參數、工具系統的優化、智能適應控制都進行過研究，它為對智能化控制的進一步研究奠定基礎，但上述工作僅僅是一個開端，仍需在“十五”期間進行一系列開發研究工作，跟蹤世界數控技術，推動我國數控產業的發展。

    三、“十五”目標及主要研究內容

     1．目標
    為使中國數控技術進一步提高，使中國數控機床產業能在國際競爭中取得一席之地，中國發展數控技術的戰略，要結合中國經濟發展的特點，首先對具有“開放式”、“智能化”特征的數控技術進行創新性的研究，要在重點研究數控車削、銑削、磨削和電加工的基礎上，研究先進制造技術及工藝，進而開發出一代“開放式”、“智能化”的數控車床，數控銑床（包括加工中心）及數控電加工機床系列產品。
    2．主要研究內容
    ①新一代開放式數控系統開發研究。開放式數控系統的構造、界面與協議的研究，包括研究系統、子系統和功能模塊分級式的控制結構，開放式數控系統界面和協議的研究。
    ②新一代智能化的數控系統研究。開發研制出適用于車削、銑削、加工中心、電加工等多種智能化的新一代計算機基本數控系統及相應的智能化編程系統。包括研究和制定智能化數控系統的硬件、軟件規范并在主要數控生產基地實施；開發兩種通用系統（車削加工、加工中心）三種應用系統（車削中心、五面加工中心、智能化電加工）；智能化編程系統。
    ③新一代主軸和伺服驅動裝置的創新研究，開發研究出高性能伺服驅動裝置及相應的電機，包括具有自學習、自調整參數、全數字化、直線電機及廉價型驅動裝置。
    ④高效數控裝備的開發研究。按模塊化設計的原則，開發研制出高效加工單元，開發研制出高效數控銑床、曲軸磨床、激光成型、集成加工中心及數控高速鏤銑機等多種高效數控機床，并進一步構思和設計研究出智能化高效加工單元的平臺及機械人柔性制造單元。
    ⑤新一代柔性加工設備共性基礎技術及理論的研究。包括各類數控機床模塊新結構設計、可靠性設計、機械結構特性設計優化、計算機輔助工業造型設計、新材料與感控補償技術、輪廓加工精度綜合補償技術、高速高精度軸單元、刀具及綜合工具系統、搬運及傳輸、冷卻及防護、功能集成、感控集成的制造加工技術。
    ⑥機械加工的柔性自動化理論及方法研究。包括商品化的柔性制造單元、實用化的準柔性制造系統、多制式柔性加工技術、生產單元多制式柔性加工技術的研究。
    ⑤新一代柔性加工設備共性基礎技術及理論的研究。包括各類數控機床模塊新結構設計、可靠性設計、機械結構特性設計優化、計算機輔助工業造型設計、新材料與感控補償技術、輪廓加工精度綜合補償技術、高速高精度軸單元、刀具及綜合工具系統、搬運及傳輸、冷卻及防護、功能集成、感控集成的制造加工技術。
    ⑥機械加工的柔性自動化理論及方法研究。包括商品化的柔性制造單元、實用化的準柔性制造系統、多制式柔性加工技術、生產單元多制式柔性加工技術的研究。