高档数控系统是国家的战略性物质，是推动制造业技术进步，打造装备制造业核心竞争力的关键。由于高档数控系统关系到产业安全和国家安全，即使在全球一体化的今天，西方发达国家仍限制高档数控系统对我国的出口。中国的数控技术与产业，经过多年的发展已具备一定的基础。在高档数控系统的研发方面，我们通过走基于通用工业微机的开放式路线，重点解决数控系统的工艺软件与控制软件，实现了高档数控系统的从无到有。
目前，我国数控系统所使用的微处理芯片（CPU）均为国外产品，也没有建立起我国自己的控制总线技术标准。在高档数控系统的产业化过程中，在器件采购、应用软件的升级、数控成套装备的集成方面仍将受制于国外公司，同时，不掌握数控系统基础平台的核心技术，严重制约国产高档数控系统的性能与可靠性不断提高。为摆脱高档数控系统受制于人的局面，尽快研发我国自主核心技术，发展基于国产CPU及运动控制总线的高档数控系统势在必行。
从技术的角度来看，高档数控系统属高端嵌入式IT产品。实施知识创新工程以来，中国科学院通过前瞻布局，超前研发，在信息化、数字化技术方面已经取得了一批基础性、战略性重大创新成果。如，在高性能CPU方面，中科院计算所研制的具有自主知识产权的“龙芯”2号CPU已批量生产；在现场总线技术方面，中科院沈阳自动化所的现场总线技术已经完成了片上系统（SOC）、通信芯片、执行机构和控制系统的攻关工作，并已在多个行业推广应用；在数控技术相关方面，中科院沈阳计算所及高档数控国家工程研究中心在高档数控技术方面取得多项国内领先的成果，推出的“蓝天数控”产品不仅用于国内机床企业配套，并远销俄罗斯；由中科院沈阳计算所联合沈阳机床集团等社会资源共同组建的沈阳高精数控技术有限公司，在数控系统的产业化方面已经初具规模。因此，我国已具备自主研发基于国产CPU及控制总线高档数控系统的能力。
必须充分发挥科研院所的综合优势，通过跨所联合、团队作战、产学研结合的方式，建立起比较完备的高档数控系统的自主创新体系，具备自主设计、开发和成套生产能力，掌握核心技术，形成具有自主知识产权的高档数控系统成套装置技术及产品，创立国产数控品牌，彻底扭转我国高档数控系统受制于人的局面。因此，建议国家有关部门尽快部署并开展以下工作：
1、研制基于“龙芯”CPU的高档数控系统平台。“龙芯”CPU在成本、功耗、性能方面具有优势，并已在工业控制等领域开展试点应用。研制基于“龙芯”CPU的数控系统平台，不仅可将高档数控系统建立在自主核心技术之上，也利于形成以自主知识产权CPU为龙头，涵盖IT、装备制造等行业的产业链；同时，有利于保障我国制造业，尤其是国防工业的技术安全。
2、研制具有自主知识产权的运动控制总线协议、标准及协议芯片。随着数控系统向高速、高精、高效方向发展，控制总线已成为下一代高档数控系统的关键技术。国外数控厂商纷纷开展高速控制总线研制，并制定相应的标准。研制具有我国自主技术标准的控制总线，不仅可抢占高档数控系统的技术制高点，也有利于打破国外公司的技术垄断。
3、建立基于国产CPU及控制总线的高档数控系产业化推广平台。将基于“龙芯”CPU的高档数控系统平台与控制总线相结合，利用“蓝天数控”已有的技术和市场优势，可以形成具有较强市场竞争力的高性能、低成本的数控系统。通过建立和完善已初具规模的沈阳高精数控技术有限公司产业化平台，用“中国芯”支撑“中国脑”，装备中国制造业，保证中国的产业安全。
作者：李国杰 戴汝为 龚惠兴 吴澄 王天然 郑南宁 李伯虎 来源：科学新闻杂志
（作者单位：中国科学院计算技术研究所，中国科学院自动化研究所，中国科学院上海技术物理研究所，清华大学，中国科学院沈阳自动化研究所，西安交通大学，中国航天科工集团公司第二研究院）
