裝備工業的技術水平和現代化程度決定了整個國民經濟的水平和現代化程度。數控技術與裝備是發展新興高技術產業和尖端產業(如信息技術及其產業、生物技術及其產業、航空、航天等國防工業)的使能技術和最基礎的裝備。馬克思曾經說過“各種經濟時代的區別不在於生產什麽，而在於如何生產，用什麽勞動手段生產”。制造技術和裝備是人類生產活動中最基本的生產資料，數控技術是當今先進制造技術和裝備的核心技術。當今世界，數控技術被廣泛應用於制造業，以提高制造能力和水平，提高對動態多變市場的適應能力和競爭力。此外，世界發達國家還將數控技術和裝備列為國家戰略物資，不僅采取重大措施發展本國數控技術和產業，還對我國“高精”數控關鍵技術和裝備實施封鎖和限制政策。總之，大力發展以數控技術為核心的先進制造技術，已經成為世界發達國家加快經濟發展、提高綜合國力和國家地位的重要途徑。
數控技術是利用數字信息控制機械的運動和工作過程的技術。數控裝備是以數控技術為代表的新技術向傳統制造業和新興制造業滲透而形成的機電壹體化產品，即所謂的數字化裝備。其技術範圍涵蓋多個領域:(1)機械制造技術；(2)信息處理、加工和傳輸技術；(3)自動控制技術；(4)伺服驅動技術；(5)傳感器技術；(6)軟件技術等。
1數控技術的發展趨勢
數控技術的應用不僅給傳統制造業帶來了革命性的變化，使制造業成為工業化的標誌，而且在壹些重要行業(IT、汽車、輕工、醫療等)的發展中發揮著越來越重要的作用。)隨著數控技術的不斷發展和應用領域的不斷擴大，因為這些行業所需設備的數字化已經成為現代發展的大趨勢。從當前世界數控技術及其裝備的發展趨勢來看，其主要研究熱點如下。
1.1高速高精度加工技術與裝備的新趨勢
效率和質量是先進制造技術的主要組成部分。高速高精加工技術可以大大提高效率，提高產品質量和檔次，縮短生產周期，提高市場競爭力。因此，日本先進技術研究協會將其列為現代制造五大技術之壹，CIRP將其確定為21世紀的中心研究方向之壹。
在汽車工業領域，每年30萬輛汽車的生產周期是40秒，多品種加工是汽車裝備必須解決的關鍵問題之壹。在航空航天領域，加工的零件多為薄壁薄筋，剛度差，材料為鋁或鋁合金。只有在高切削速度和小切削力的條件下，才能加工出這些筋和壁。最近采用“挖空”大型整體鋁合金毛坯的方法制造機翼、機身等大型部件，而不是通過眾多的鉚釘、螺釘等連接方式組裝多個部件，使部件的強度、剛度和可靠性得到提高。這些都對加工設備提出了高速、高精度、高柔性的要求。
根據EMO2001的展示，高速加工中心的進給速度可以達到80m/min甚至更高，空轉速度可以達到100m/min左右。目前，世界上許多汽車廠，包括中國的上海通用汽車公司，都用高速加工中心組成的生產線部分替代了組合機床。美國辛辛那提公司HyperMach機床最大進給速度60m/min，快速度100m/min，加速度2g，主軸轉速達到了60 000r/min。加工壹個薄壁飛機零件只需要30分鐘，而在普通高速銑床上加工同樣的零件需要3個小時，在普通銑床上需要8個小時。德國DMG公司生產的雙軸車床主軸轉速和加速度分別達到12*！000轉/毫米和1克。
在加工精度方面，近10年，普通數控機床加工精度從10μm提高到5μm，精密加工中心從3 ~ 5μ m提高到1 ~ 1.5μ m，超精密加工精度開始進入納米級(0.01μm)。
在可靠性方面，國外數控裝置的MTBF值達到了6 000h以上，伺服系統的MTBF值達到了30000h以上，表現出了非常高的可靠性。
為了實現高速、高精度加工，電主軸、直線電機等配套功能部件發展迅速，應用領域進壹步擴大。
1.2五軸聯動加工和復合加工機床迅速發展。
利用五軸聯動加工三維曲面零件，刀具可以切削出最佳的幾何形狀，不僅光潔度高，而且效率大大提高。壹般來說，1五軸聯動機床的效率可以和2臺三軸聯動機床的效率相當，尤其是立方氮化硼這種超硬材料銑刀用於高速銑削淬硬鋼零件時，五軸聯動加工比三軸聯動加工能帶來更大的效益。但過去由於五軸數控系統和主機結構復雜，編程技術難度大，其價格比三軸數控機床高出數倍，制約了五軸數控機床的發展。
目前，由於電主軸的出現，用於5軸聯動加工的復合軸頭結構大大簡化，其制造難度和成本大大降低，數控系統的價格差距縮小。從而推動了復合軸頭式五軸聯動機床和復合加工機床(包括五面加工機床)的發展。
在EMO2001展會上，NIKO的5面加工機床采用了復合主軸頭，可以實現4個垂直面和任意角度的加工，從而可以在同壹臺機床上實現5面加工和5軸加工，還可以實現斜面和倒錐孔的加工。德國DMG公司展出的DMUVoution系列加工中心可在壹次裝夾下進行五面加工和五軸聯動加工，並可由CNC系統或CAD/CAM直接或間接控制。
1.3智能化、開放性和網絡化已成為當代數控系統發展的主要趨勢。
21世紀的數控設備將是壹個智能系統，它包括數控系統中的各個方面:為了追求加工效率和加工質量的智能化，如加工過程的自適應控制，工藝參數的自動生成；為了提高驅動性能和易於連接的智能化，如前饋控制、電機參數自適應運行、負載自動識別、自動選型、自校正等。簡化編程，簡化操作的智能化，比如智能自動編程，智能人機界面；還有智能診斷，智能監控，方便系統診斷和維護等。
為了解決封閉的傳統數控系統和工業化生產數控應用軟件存在的問題。目前，許多國家都在研究開放式數控系統，如美國的NGC(下壹代工作站/機床控制)、歐洲的OSACA(自動化系統內控制的開放式系統結構)、日本的Osec(控制器的開放式系統環境)、中國的ONC(開放式數控系統)等。數控系統的開放性已經成為數控系統的未來。所謂開放式數控系統，是指數控系統的開發可以在統壹的操作平臺上面向機床制造商和最終用戶。通過改變、增加或削減結構對象(數控功能)，可以形成系列化，用戶的特殊應用和技術訣竅可以方便地集成到控制系統中，從而快速實現不同品種、不同檔次的開放式數控系統，形成個性鮮明的名牌產品。目前，開放式數控系統的體系結構規範、通信規範、配置規範、運行平臺、數控系統函數庫和數控系統功能軟件開發工具是當前研究的核心。
網絡化數控設備是近兩年國際知名機床博覽會上的壹個新亮點。數控設備的網絡化將極大地滿足生產線、制造系統和制造企業的信息集成需求，也是實現敏捷制造、虛擬企業和全球制造等新型制造模式的基本單元。國內外壹些知名數控機床和數控系統制造公司近兩年推出了相關的新概念和樣機，如Mazak Yamazaki在EMO2001展出的“CyberProduction Center”(簡稱CPC)；日本大間機床公司展出“IT廣場”(信息技術廣場，簡稱IT廣場)；德國西門子公司展示的開放式制造環境(OME)反映了數控機床加工走向網絡化的趨勢。
1.4重視新技術標準和規範的建立。
1.4.1數控系統設計與開發代碼
如上所述，開放式數控系統具有更好的通用性、靈活性、適應性和可擴展性。美國、歐洲和日本相繼實施了戰略發展計劃，研究制定了開放式體系結構數控系統規範(OMAC、OSACA和OSEC)。世界上最大的三個經濟體在短時間內制定了幾乎相同的科學計劃和規範，這預示著數控技術新的變革時期的到來。2000年，我國也開始研究制定我國ONC數控系統的標準框架。
1.4.2關於數控標準
數控標準是制造業信息化發展的趨勢。在數控技術誕生後的50年裏，信息交換是以ISO6983標準為基礎的，即用g代碼和M代碼來描述如何加工，其本質特征是面向加工過程。顯然，它已經不能滿足現代數控技術快速發展的需要。因此，國際上正在研究制定新的數控系統標準ISO 14649 (Step-NC ),旨在提供壹種不依賴於特定系統、能夠描述產品全生命周期統壹數據模型的中性機制，從而實現整個制造過程乃至各個工業領域的產品信息標準化。
STEP-NC的出現可能是數控技術領域的壹次革命，將對數控技術乃至整個制造業的發展產生深遠的影響。首先，STEP-NC提出了全新的制造理念。在傳統的制造觀念中，數控加工程序都集中在單臺計算機上。在新標準下，數控程序可以在網上發布，這是數控技術開放和網絡化發展的方向。其次，STEP-NC系統可以大大減少加工圖紙(約75%)、編程時間(約35%)和加工時間(約50%)。
目前歐美國家對STEP-NC的研究非常重視，歐洲發起了STEP-NC的IMS計劃(1999.1.1 ~ 2001.12.31)。來自歐洲和日本的20個CAD/CAM/CAPP/CNC用戶、制造商和學術機構參加了這個項目。STEP Tools是壹家美國公司，是制造數據交換軟件的全球開發商。他開發了數控機床信息交換的超級模型，目標是用統壹的規範描述所有的加工過程。目前，這種新的數據交換格式已經在裝有西門子、FIDIA和歐洲OSACA-NC數控系統的樣機上得到驗證。
2.中國數控技術及其產業發展的基本估計
中國數控技術從1958開始，近50年的發展歷程大致可以分為三個階段:第壹階段是從1958到1979，即封閉發展階段。現階段，由於國外的技術封鎖和我國基礎條件的限制，數控技術的發展相對緩慢。第二階段是在六五、七五時期和八五前期，即引進技術、消化吸收、初步建立國產化體系的階段。在這壹階段，由於改革開放和國家的重視，以及研發環境和國際環境的改善，我國數控技術的研發和產品的國產化取得了長足的進步。第三階段是八五、九五後期，即進行產業化研究，進入市場競爭。現階段，我國國產數控裝備的產業化取得了實質性進展。“九五”末，國產數控機床國內市場占有率達到50%，國產數控系統(普及型)也達到10%。
縱觀我國數控技術50年來的發展，特別是經過四個五年計劃，總體上取得了以下成就。
a奠定了數控技術的發展基礎，基本掌握了現代數控技術。目前，我國已基本掌握了數控系統、伺服驅動、數控主機、專機及其附件的基礎技術，大部分已具備商業化發展的基礎，部分技術已實現商業化和產業化。
B.數控產業基地初步形成。在攻關和部分技術商品化的基礎上，建立了華中數控、航天數控等具有批量生產能力的數控系統制造商。蘭州電機廠、華中數控等伺服系統和伺服電機廠商，以及北京第壹機床廠、濟南第壹機床廠等數控主機廠商。這些工廠基本形成了中國的數控產業基地。
建立了壹支數控研究、開發和管理人員的基本隊伍。
雖然數控技術的研發和產業化取得了很大進展，但我們也應該清醒地認識到，我國高端數控技術的研發，特別是產業化方面的技術水平，與我國的實際需求還有很大差距。雖然縱向看中國的發展速度很快，但橫向比(與國外相比)不僅在技術水平上有差距，在某些方面也有發展速度上的差距，即壹些高精尖數控設備的技術水平差距有擴大的趨勢。國際上對中國數控技術水平和產業化水平的估計大致如下。
a從技術水平來說，比國外先進水平大約落後10 ~ 15年，從高精尖技術來說就更大了。
b產業化水平，市場占有率低，品種覆蓋面小，尚未形成規模化生產；功能部件專業化生產水平和成套能力低；外觀質量比較差；可靠性不高，商業化程度不足；國產數控系統尚未建立自己的品牌效應，用戶信心不足。
C.在可持續發展能力上，競爭前數控技術的研究、開發和工程能力薄弱；數控技術的應用領域沒有得到大力拓展；相關標準規範的研究制定相對滯後。
造成上述差距的主要原因如下。
A.認知。對國內數控產業進程的艱巨性、復雜性和長期性認識不足；對市場不規範、外國封鎖和扼殺、體制困難估計不足；對我國數控技術的應用水平和能力分析不足。
B.系統方面。多從技術角度關註數控產業化問題，少從系統和產業鏈角度關註數控產業化問題；沒有完整的高質量的配套體系，完善的培訓和服務網絡等配套體系。
C.機制。機制不好造成人才流失，制約了技術和技術路線、產品的創新，制約了規劃的有效實施，往往是理想的，難以實施的。
D.技術方面。企業在技術上的自主創新能力不強，核心技術的工程化能力不強。機床標準落後，水平低，對數控系統新標準的研究不夠。
3中國數控技術及產業化發展的戰略思考
3.1戰略考慮
我國是制造業大國，在世界產業轉移中應盡量接受前端轉移而不是後端轉移，即掌握先進的制造業核心技術，否則在新壹輪國際產業結構調整中，我國制造業將進壹步“空心化”。以資源、環境和市場為代價，我們可能只能得到世界新經濟格局中的國際“加工中心”和“組裝中心”，而不是擁有核心技術的制造業中心地位，這將嚴重影響我國現代制造業的發展進程。
我們應該從國家安全戰略的角度關註數控技術和產業問題。首先，從社會保障的角度來看，由於制造業是我國就業人口最多的行業，發展制造業不僅可以提高人民生活水平，還可以緩解我國就業壓力，保證社會穩定。其次，西方發達國家從國防安全角度出發，將高技術數控產品列為國家戰略物資，對我國實行禁運和限制。“東芝事件”和“考克斯報告”就是最好的例子。
3.2發展戰略
從我國基本國情出發，以國家戰略需求和國民經濟市場需求為導向，以提高我國制造裝備產業綜合競爭力和產業化水平為目標，選擇21世紀初能夠引領我國制造裝備產業發展升級的關鍵技術，以及支撐產業化發展的配套技術和支撐技術作為研發內容，實現我國制造裝備產業的跨越式發展。
強調以市場需求為導向，即以數控終端產品為主，整機(如數控車床、銑床、高速高精數控機床、典型數字機械、重點行業關鍵設備等。)帶動了數控行業的發展。重點解決數控系統及相關功能部件(數字伺服系統和電機、高速電主軸系統及新型設備附件等)的可靠性和生產規模。).沒有規模，就不會有高可靠性的產品；沒有規模，就不會有低價有競爭力的產品；當然，沒有中國規模的數控設備最終也很難有光明的前途。
在高技術裝備的研發中，要強調產、學、研和最終用戶的緊密結合，以“造、用、銷”為目標，根據國家的意誌進行重點研究，解決國家的燃眉之急。
在賽前數控技術方面，強調創新和研發具有自主知識產權的技術和產品，為我國數控產業、裝備制造業乃至整個制造業的可持續發展奠定基礎。
參考資料:
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中國制造業信息化的戰略思考
隨著中國加入WTO和經濟全球化，中國正在成為世界制造業的中心。中國制造企業面臨著更加激烈的國際國內市場競爭。如何快速提高企業的核心競爭力很重要，就是加快企業的信息化進程。制造業信息化作為國民經濟和社會信息化的核心，壹直受到我國政府的高度重視。科技部已正式啟動制造業信息化重大工程，將投入8億元大力推進制造業信息化關鍵技術研究與應用示範工程。從80年代中期企業逐步開始應用CAD軟件，到90年代我國實施CAD應用工程，再到財務軟件的廣泛應用，我國制造企業在信息化的道路上已經走過了近20年的時間，也獲得了很多經驗和教訓。本文將深入分析中國制造企業在信息化過程中的深層次戰略問題，從而幫助制造企業在信息化的道路上少走彎路，讓信息技術真正為企業服務，成為企業發展的動力。2.制造信息價值鏈的基本要素是國家和地方主管部門、制造企業、咨詢服務企業、系統軟件供應商、制造應用軟件供應商、計算機及外設供應商、網絡產品供應商、渠道和代理商、軟件和系統集成商。制造信息價值鏈的每壹個基本要素都是相互聯系、相互作用、相互影響的。每個環節出現問題，都可能導致制造業信息化工程的失敗。圖1制造業信息化價值鏈1。國家和地方主管部門是制造業信息化項目的管理者和推動者，其職責是:1)負責國家和地方信息化工作的宏觀指導和管理。2)負責制定政策、實施項目和計劃，重點支持和示範推動信息化應用項目的發展。3)負責先進信息技術的推廣。4)負責建立和維護公平的市場秩序和競爭機制，確保各基本要素都能實現共贏。2.制造企業是最終客戶，是信息化的主體，其他所有要素都是為這個客戶服務的。每個制造企業都需要根據自身的行業、規模、發展階段、管理體系來選擇個性化的信息化解決方案。企業要實施好信息化項目，必須註意以下幾個問題:1)企業領導必須建立對信息化的基本認識，必須認識到信息化是壹種工具，是壹種手段，需要被我們用來服務於企業的發展。2)信息化是首席工程，企業領導必須把它作為企業發展的戰略任務來抓，努力工作。3)信息化是壹個復雜的系統工程，企業必須將信息化作為壹個長期的階段性實施項目進行科學管理。在項目實施前，要對信息化項目要解決的問題、各階段的目標、人員組織、費用和考核標準進行規劃。在實施過程中，需要對每個階段的實施結果進行監測、評估和分析。關系到企業生死存亡的信息工程的成功實施，必須滿足項目成功的三個基本條件，即實施周期、實施成本和實施效果。4)任何試圖提高效率、降低成本的創新，壹開始總是會降低效率、增加成本。企業需要很長時間去適應這個大系統，才能將創新成果融入企業，信息工程也不例外。因此，制造企業應對信息化過程中的困難和問題有壹個客觀理性的認識，企業領導要敢於冒有準備的風險。5)信息工程的關鍵是企業可以借助咨詢服務商或軟件公司，找出自己的需求。信息軟件實際上是企業管理思想和理念的載體。如果軟件中包含的管理思想和理念與制造企業相沖突，信息工程就不可能成功。因此，企業需要壹支既懂管理，又能清晰描述自身企業的管理模式和信息化需求，並能與咨詢公司或軟件公司溝通合作的管理人才隊伍。6)軟件既然是工具，就要有能熟練使用這個工具的人。因此，企業需要培養壹批能熟練掌握軟件的應用型人才。7)隨著技術的發展，軟件的應用平臺越來越復雜。因此，企業需要精通計算機硬件、網絡和數據庫的維護人才來保證系統的正常運行。在國外，越來越多的企業將這類工作外包給專業的軟件服務和集成商。8)信息化建設需要消耗相當大的資金。因此，企業要充分考慮獲得資金的渠道和方式，做好預算和成本控制，避免信息化項目因為資金問題而半途而廢。3.咨詢服務企業是制造業信息化的樞紐，其職責是:1)幫助企業診斷分析信息化需求，制定制造業企業信息化總體規劃。2)幫助企業選擇、實施和監督信息軟件、硬件和系統的集成方案。3)幫助企業培養多層次的信息化人才。4)持續跟蹤研究制造業信息化領域的技術、市場、產品和服務的發展趨勢，進行深入的調查研究，推薦最適合制造企業的信息化解決方案。4.制造軟件企業是制造信息化的工具制造商，其職責是:1)提供能夠滿足制造企業功能需求，在企業的計算機和網絡平臺上安全可靠運行，並與其他應用軟件集成的軟件產品。2)軟件產品應先進、實用、可靠、兼容、開放、易學易用。3)為制造業提供軟件產品的安裝、培訓和服務。其中，服務包括軟件實現、軟件升級、定制開發、解決應用中的問題。5.軟件服務和集成商是制造業信息化的橋梁，職責是:1)幫助企業進行信息化軟件的定制開發、培訓和系統升級。2)幫助企業實現不同應用系統的信息集成。3)幫助企業維護整個信息系統，解決信息備份和信息安全問題。6.計算機及外設供應商、網絡產品供應商、系統軟件供應商構成了制造業信息化的基礎平臺，與具體應用無關。平臺必須保證整個信息系統的可靠性、安全性和兼容性。7.渠道和代理商負責幫助產品供應商進行產品銷售、服務和技術支持。大部分硬件和網絡供應商以及系統軟件供應商主要以分銷和渠道銷售為主；制造業應用軟件公司以直銷為主，獨立從事產品銷售、服務和技術支持。3.決定制造業信息化項目成敗的關鍵因素制造業信息化價值鏈的各個環節都是決定信息化項目成敗的因素，其中政府部門、咨詢服務系統和制造軟件企業是最重要的因素。首先，政府部門對整個價值鏈的影響是巨大的，政府部門制定的政策和導向對制造業信息化工程的成功至關重要。“九五”期間，科技部提出的CAD應用工程順應了當時企業的信息化形勢，帶動了壹大批企業擺脫繪圖板，使用CAD軟件，使企業真正嘗到了信息化的甜頭，激發了企業深化信息化應用的積極性。另壹方面，在推進信息化的過程中，壹些地方和行業的主管部門采取了壹些計劃經濟時代的地方保護、行業壟斷等做法，規定企業只能使用某些產品、某些軟件，不利於信息技術的推廣應用。其次，咨詢服務企業是否參與制造業信息化項目的實施，參與的程度和方式也是導致信息化成功的關鍵因素。很多制造企業，在實施信息化工程的時候，更註重的是建壹個網絡，買軟硬件，看著眼花繚亂的好功能再買，但是就是用不到企業，數據格式不兼容，借口不兼容等問題也隨之而來。有的企業甚至成了“軟件陳列室”，買了很多軟件，但還是壹個混合體，沒有真正“合”起來，真正整合起來。究其原因，是沒有引入咨詢服務企業進行認真細致的需求分析，沒有具有實際指導意義的整體規劃、實施和整合方案。另壹方面，我國的咨詢服務業還處於起步階段，還缺乏專業的制造業信息咨詢企業。高校的專家、教授、研究生是從事咨詢服務的主力軍。他們的優勢是跟蹤研究國內外的先進技術和發展趨勢，但往往缺乏在企業工作和實施項目的實踐經驗。很多制造軟件企業不僅為制造企業提供應用軟件，實際上還扮演著咨詢服務的角色。企業往往要求制造軟件公司為企業做信息化規劃，甚至整合軟件和系統。但由於制造軟件企業以銷售自己的軟件為目的，難免老太太們賣瓜，少數軟件甚至用壹些模糊錯誤的概念誤導制造企業。因此，制造業信息化呼喚專業、獨立、中立的咨詢服務企業，真正從企業角度出發，制定合理的制造業信息化解決方案。武漢制造信息工程技術研究中心成立於2002年6月。它是在制造業信息化工程深化實施過程中產生的，開創了我國政府引導、高校和企業投資、市場運作的新型運營模式。工程中心通過深入研究，致力於為不同行業、不同規模、不同系統、不同發展階段的制造企業推薦最優、最佳性價比的解決方案，使企業真正提升核心競爭力和創新能力，顯著降低成本，獲得顯著的經濟效益和社會效益，避免信息化投資的失誤。再次，制造業應用軟件的選擇、實施、定制開發和信息集成也是制造業信息化工程成功的關鍵環節。目前，我國制造企業還沒有實施統壹的標準。很多企業采用行業標準，甚至是企業標準。即使是標準化程度最高的產品設計流程，也有很多不同的要求，比如詳細清單的編寫方法。在後續的工藝規劃中，根據企業的產品和行業特點，需求變化很大。有的以裝配技術為主，有的以加工技術為主，有的以焊接技術為主。企業生成各種清單和報表的方式和編碼方法也多種多樣，各不相同。企業的管理模式就更不壹樣了。壹些傳統的大型制造企業以縱向壹體化為主，在整個企業集團內部建立了嚴格的分工和內部供應鏈，如壹汽。在壹些民營經濟發達的地區，如浙江、江蘇、廣東等地，建立了橫向壹體化，形成外部供應鏈，如廣東南海的鋁制品供應鏈、重慶的摩托車供應鏈、浙江永康的五金供應鏈等。不同的企業有不同的生產組織方式、產品特點、營銷方式和采購方式，形成不同的管理模式。因此，不可能用壹種管理軟件來適應所有的企業。對於流程型企業，如石油、化工、鋼鐵企業，使用的管理軟件與離散型制造業使用的管理軟件有著本質的區別。制造業內部管理環節多，差異巨大。因此，應用軟件的選擇、定制開發和信息整合非常關鍵。每個應用軟件都有不同的市場定位。