开放式数控系统这一概念的提出最早可溯源到美国在1981年发起的下一代控制器计划“NGC”(Next Generation Workstation/Machine Controller)。1994年12月，美国通用、福特和克莱斯勒三大汽车公司启动了一个应用于汽车工业的开放式、模块化体系结构控制器计划“OMAC”(Open Modular Architecture Controllers)。图1-2是NGC系统结构原理图，它提出了基于互操作和分级式的开放式体系结构标准规范和基本原理，在此基础上OMAC进行了工业开发应用。 1987年在德国机床制造厂联合会[158](VDW)的支持下，由斯图加特大学的制造控制技术研究所(ISW)开展了对“未来控制技术”的研究，提出了可组配、模块化和开放式的新型控制器的设计原则。1991年，在欧盟支持和协调下，启动了“自动化系统中的控制器开放式系统结构”OSACA 计划(Open System Architecture for Controls within Automation Systems) [84]。OSACA借鉴ISO的开放式系统互联模型OSI，提出了基于通讯平台“分层控制系统＋功能单元”体系结构，如图1-3所示。OSACA的核心技术是数字接口通讯技术和通讯协议，这种技术可屏蔽不同操作系统间的差异，进而保证各功能单元的可移植性、互操作。该计划目前已经进入第三阶段，取得下述成果： q 定义了中性的(即不依附于任何厂家的)开放式数控系统的基本规范； q 拟订了中性的可适用于数控系统、机器人、可编程逻辑控制器和单元控制器的统一的参考结构； q 开发了第一批示范性的应用软件模块(OSACA API)。 与此同时，日本在1990年开始制定面向21世纪制造业的长期研究计划——智能制造系统计划IMS(Intelligent Manufacturing System)，并于1994年正式启动了控制器开放系统环境OSEC[73,132](Open System Environment for Controllers)工作组，把实现能应用于所有具有数字控制器特征的工业自动化控制设备作为其追求的目标。目前已经发展到由18家公司和一家社团参与的致力于推进CNC系统开放化的协会。1995年OSEC公布了“OSEC-I”，1996年公布了“OSEC-II”，同时还展示了3台验证系统。其体系结构如图1-4，主要成果如下： q 提出了开放式数控系统的参照模型，并将其具体化为实装模型。 q 开发了基于PC的人机接口系统。 q 提出并开发了新的NC语言OSEL。 q 开发了用于机床控制的接口(OSEC API)及语言处理器。