（3）开放性。为环境平台的标准化提供基础，模块的不同功能可以进行移植。

（4）可拓展性。模块之间具有互换性，相似的模块之间可以互相替换，要实现 功能的增减只需进行功能模块的装卸。

（5）可操作性。可以用程序设计语言来开发人机界面，使系统具有图形交互的 功能。

传统的数控系统存在诸多缺点，如：

（1）封闭式的结构。使系统功能的扩展和完善充满阻碍，实现资源的共享和重 用困难重重，也不能在激烈的产品竞争中处于有利的位置。

（2）兼容性差。系统的软件要依赖于硬件，系统的软件平台想要移植到其他的 硬件上十分困难，不同厂家生产的数控系统互相之间不兼容，甚至有些相同厂家生产 的数控系统的不同版本也不互相兼容。

（3）缺少网络功能。无法通过网络来实现多系统的控制以及远程控制。不能满 足当今变幻莫测的制造业市场，无法满足智能化和网络化的发展要求。

相较于传统的数控系统，开放式数控系统在许多方面都有着明显的优势：

（1）技术更加前沿，功能更加强大。可以实现各种运动轨迹，将逐步取代传统 数控系统。

（2）操作简易。不需要与数控机床相配套的数控系统，只需用程序设计语言在 PC 机上进行简单的编程，即可实现机床的运动控制。

（3）结构形式模块化。开放式数控系统的各种模块可以进行任意整合，可应用于不同的场合，适应不同的功能要求，同时模块化的模式可以使产品的开发周期，更 新速度大大加快。

（4）拓展性好。用户若要编制自己特定的模块，可以将用户的设置插入特定的 软件界面，为用户提供接口和编程规范，易于实现系统的扩展。

基于以上优点，开放式数控系统已经成为数控系统发展的主要趋势。

4 开放式数控系统的国内外研究现状

数控系统的开放化已在全世界制造业中成为主流，美国、欧洲和日本纷纷推出了 各自的开放式数控体系结构和规范。

（1）NGC 和 OMAC 计划

为了研究开放式数控系统的体系结构，美国于 1978 年发起了 NGC 计划，即下一 代控制器计划。这个计划旨在规定一个通用的开放式数控系统体系标准。NGC 计划的 原型研究在 1994 年得以完成。OMAC 计划，即开放式模块结构控制器计划，是在 NGC 计划的指导下，由美国的克莱斯勒、福特、通用三大汽车公司共同提出。该计划的目 的是增加机床的利用率，推广机床的二次开发。

（2）OSACA 计划

OSACA 计划即自动化系统中的开放式系统体系结构计划。该计划由德、法、意、 西等国联合企业联合制定。该计划有三个目标：第一个目标是制定出不依附于任何厂 家的通用规范和应用指南；第二个目标是开发出通用的平台标准和通用的软件模块； 第三个目标是推广 OSACA 思想和前两个阶段的技术成果，使该计划的成果成为国际 化的标准。目前，该计划的三个目标已全部实现。

（3）OSEC 计划

OSEC 计划即控制器的开放式系统环境计划。由东芝机器公司、丰田汽车厂、Mazak 公司、日本 IBM、三菱电子及 SML 信息系统公司六家日本公司于 1995 年共同建立。 其宗旨是建设一个数控设备的开放体系结构平台，实现加工信息的标准化，创立一个 国家性的工厂自动化控制设备准则[2]。

时代背景是我国数控技术发展受到主要限制的原因之一，在二十世纪五六十年 代，数控系统的研究就已经在我国展开，但是由于对数控系统的认识还比较匮乏，我 国并未将数控技术投入到现实生产当中去。随着社会的发展和我国对生产方式认识的 发展，在中国制造 2025 的大背景下，数控技术开始受到了广泛的重视，我国对数控技术的研究取得了很大的进展，技术开发卓有成效,十五期间，数控机床被国家科技 部列为制造业信息化工程的三大重点项目之一。经过了多年的探索与研究，如今已经 取得重要的研究成果。我国科学技术的发展日新月异，我国数控技术也变得越来越成 熟，信息化得到了更为广泛的应用，控制系统的数字化和智能化进步飞速，推动了制 造业的快速发展，使我国制造业的质量大幅提高。