開放式數控系統(tǒng)目前的研究成果看，開放式數控體系結構還沒有統(tǒng)一和明確的概念內涵，還處于百家爭鳴的時期。按照IEEE（國際電器電子工程師協(xié)會）的定義，開放式數控系統(tǒng)應該是具有下列特征的系統(tǒng)：符合系統(tǒng)規(guī)范的應用，可以運行在多個銷售商的不同平臺上，可以與其它的系統(tǒng)應用互操作，并且具有一致風格的用戶交互界面。 對于開放式數控系統(tǒng)，一種比較流行的觀點是強調以下幾個基本特點： （1）可互操作性：通過提供標準化接口、通信和交互機制，使不同功能模塊能以標準的應用程序接口運行于系統(tǒng)平臺之上，并獲得平等的互操作能力，協(xié)調工作。 （2）可移植性：系統(tǒng)的功能軟件與設備無關，即應用統(tǒng)一的數據格式、交互模型、控制機理，使構成系統(tǒng)的各功能模塊可來源于不同的開發(fā)商，并且通過一致的設備接口，使各功能模塊能運行于不同供應商提供的硬件平臺之上。 （3）檔次皆宜性：CNC系統(tǒng)的功能、規(guī)?？梢造`活設置，方便修改，即可以增加硬件或軟件構成功能更強的系統(tǒng)，也可以裁減其功能以適應低端應用。 （4）可互補性：指構成系統(tǒng)的各硬件模塊、功能軟件的選用不受單一供應商的控制，可根據其功能、可靠性及性能要求相互替換，而不影響系統(tǒng)整體的協(xié)調運行。 國內外發(fā)展現(xiàn)狀及水平 基于PC的開放式數控系統(tǒng)體系結構 近年來，國內外許多學者都致力于開放式數控系統(tǒng)的研究，并達成部分共識，即采用PC平臺和Win9X/Win2000/NT操作系統(tǒng)。這樣，容易保證一致的人機界面和應用現(xiàn)有的各種流行的應用軟件，而且硬件和軟件具有通用標準，容易擴展，容易實現(xiàn)網絡功能。 隨著工業(yè)PC機的快速發(fā)展，可靠性大為提高，而價格卻大幅度降低，以工業(yè)PC機為核心的控制系統(tǒng)已經被工業(yè)控制領域所接受。基于PC的開放式數控系統(tǒng)以其成本低、標準化、軟件資源豐富、可靠性高、便于聯(lián)網等優(yōu)越性深受廣大科研人員和開發(fā)商的喜愛。具體來講，目前基于PC的開放式數控系統(tǒng)有以下幾種體系結構，數控專用模板嵌入通用PC機構成的數控系統(tǒng)，以國內具有開放式系統(tǒng)特點的華中I型數控系統(tǒng)為例，該系統(tǒng)采用了以PC機為硬件平臺，DOS、WINDOWS操作系統(tǒng)及其豐富支持軟件為軟件平臺的開放式體系結構。與傳統(tǒng)CNC系統(tǒng)相比，這種系統(tǒng)具有軟硬件資源的通用性、豐富性、透明性，軟件的可再生性，便于引入新技術進行升級、換代的優(yōu)點。 通用PC機與開放式可編程運動控制器構成的數控系統(tǒng) 這種數控系統(tǒng)的機床運動控制、邏輯控制功能由獨立的運動控制器完成，運動控制器通常由以PC硬件插件的形式構成系統(tǒng)。數控上層軟件（數控程序編輯、編譯、人機界面等）以PC為平臺，是WINDOWS等主流操作系統(tǒng)上的標準應用，并支持用戶定制。這種系統(tǒng)兼具了WINDOWS的多任務特性和運動控制器的事實特性、實時特性，是一種非常優(yōu)越的數控系統(tǒng)。 全軟件式數控系統(tǒng) 全軟件式數控，是由運動控制器以應用軟件的形式實現(xiàn)軸控制和機床邏輯控制。除了支持數控上層軟件（數控程序編輯、人機界面等）的用戶定制外，其更深入的開放性還體現(xiàn)在支持運動控制策略（算法）的用戶定制。外圍連接主要采用計算機的相關總線標準，這類系統(tǒng)已完全是通用計算機主流操作系統(tǒng)（實時擴展）上的標準應用。目前全軟件式數控系統(tǒng)還沒有形成產品，還在理論研究中，但它代表了數控系統(tǒng)的發(fā)展方向。 國外發(fā)展現(xiàn)狀及水平 目前，國際上與開放式數控研究相關的報導不少，最有代表性的仍是美國的NGC和OMAC計劃、歐盟的OSACA計劃以及日本的OSEC計劃，這三個計劃的發(fā)展基本上反映了國外開放性數控的發(fā)展現(xiàn)狀。在以上幾個開放式數控系統(tǒng)研究計劃的基礎上，許多公司還推出了一些開放式數控系統(tǒng)產品： Siemens AG在840D數控系統(tǒng)中采用了開放式結構：利用雙PC來完成人機接口和實時控制工作，人機接口采用基于Windows的圖形接口，實時控制則采用RISC或PC和實時控制內核來完成。在同一系統(tǒng)中提供了各種結構機床的控制算法和C++開發(fā)工具，用戶可以根據需要來選擇或自行開發(fā)控制算法。 美國的Delta Tau公司提供了單臺PC的解決方案和系統(tǒng)的插補運算、伺服控制以及PLC控制等實時控制功能，在一般的單臺數控機床和機器人的控制上取得了較好的效果。而Technology 80公司也采用單PC的方案，但它用PC機完成插補和PLC控制功能，因此控制效果不如Delta Tau 公司的產品。 國內發(fā)展現(xiàn)狀及水平 與國際先進水平相比，國內的開放式數控系統(tǒng)的研究還處于初級階段。目前，在國內市場中，中、高檔產品主要被進口產品占據，而在較抵擋的經濟型數控機床市場我國的產品占據主要地位。 隨著國際學術界對開放式數控系統(tǒng)研究的日益深入，我國的相關研究也越來越受到重視。經過多年的技術攻關，已經有一批產品和成果涌現(xiàn)出來。在這些產品中，有些是將原有的系統(tǒng)移植到PC平臺上，如北京機床所的中華系列、沈陽計算所的藍天系列等。武漢華中數控股份有限公司推出的華中Ⅰ型數控系統(tǒng)，是利用PC平臺通過串行總線和自行開發(fā)的數字交流伺服系統(tǒng)開發(fā)的。該系列數控系統(tǒng)產品是目前國內比較成功和富有特色的基于PC的數控系統(tǒng)。 開放式數控系統(tǒng)的發(fā)展趨勢 采用Windows系列操作平臺。采用Windows系列操作系統(tǒng)作為開放式數控系統(tǒng)軟件操作平臺，界面友好、易操作；兼容性好軟、硬件平臺結構包容性大，具有更強的適應性及軟件資源豐富性；智能化引進自適應控制技術，系統(tǒng)可自動調整有關參數，以達到系統(tǒng)運行的最優(yōu)化；網絡化，具有強大的通訊聯(lián)網功能，保證數控系統(tǒng)與標準網絡（包括互聯(lián)網）無縫連接，實現(xiàn)軟硬件資源共享。全軟件化，除了數控程序編輯、人機界面等上層數控功能用軟件來實現(xiàn)外，還以應用軟件的形式來代替運動控制（包括軸控制和機床邏輯控制）器等硬件系統(tǒng)，即實現(xiàn)在計算機主流操作系統(tǒng)上進行實時擴展，實現(xiàn)數控系統(tǒng)的全軟件化。