1．軟體化數控系統內核擴展了數控系統的柔性和開放性，降低了系統成本。
隨著計算機性能的提高和實時操作系統的應用，軟體化NC內核將被廣泛接受。它使得數控系統具有更大的柔性和開放性，方便系統的重構和擴展，降低系統的成本。數控系統的運動控制內核要求有很高的實時性（伺服更新和插補周期為幾十微秒～幾百微秒），其實時性實現有兩種方法：硬體實時和軟體實時。
在硬體實時實現上，早期DOS系統可直接對硬中斷進行編程來實現實時性，通常採用在PC上插NC I/O卡或運動控制卡。由於DOS是單任務操作系統，非圖形界面，因此在DOS下開發的數控系統功能有限，界面一般，網路功能弱，有專有硬體，只能算是基於PC化的NC，不能算是真正的開放式數控系統，如華中I型，航天CASNUC901系列，四開SKY系列等；Windows系統推出后，由於其不是實時系統，要達到NC的實時性，只有採用多處理器，常見的方式是在PC 上插一塊基於DSP處理器的運動控制卡，NC內核實時功能由運動控制卡實現，稱為PC與NC的融合。這種方式給NC功能帶來了較大的開放性，通過Windows的GUI可實現很好的人機界面，但是運動控制卡仍屬於專有硬體，各廠家產品不兼容，增加成本（1-2萬元），且Windows系統工作不穩定，不適合於工業應用（WindowsNT工作較穩定）。目前大多宣稱為開放式的數控系統屬於這一類，如功能非常強大的MAZAK的Mazatrol Fusion 640，美國A2100，Advantage 600，華中HNC-2000數控系統等。
在軟體實時實現上，只需一個CPU，系統簡單，成本低，但必須有一個實時操作系統。實時系統根據其響應的時間可分為硬實時（Hard real time，小於100微秒），嚴格實時（Firm real time小於1毫秒）和軟實時（Soft real time，毫秒級），數控系統內核要求硬實時。現有兩種方式：一種是採用單獨實時操作系統如QNX，Lynx，VxWorks和WindowsCE等，這類實時操作系統比較小，對硬體的要求低，但其功能相對Windows等較弱。如美國Clesmen大學採用QNX研究的Qmotor系統；另一種是在標準的商用操作系統上加上實時內核，如WindowsNT加VenturCOM公司的RTX和Linux加RTLinux等。這種組合形式既滿足了實時性要求，又具有商用系統的強大功能。LINUX系統具有豐富的應用軟體和開發工具，便於與其他系統實現通訊和數據共享，可靠性比Windows系統高，LINUX系統可以三年不關機，這在工業控制中是至關重要的。目前製造系統在WINDOWS下的應用軟體比較多，為解決Windows應用軟體的使用，可以通過網路連接前端PC擴展運行WINDOWS應用軟體，既保證了系統的可靠性又達到了已有軟體資源的應用。WindowsNT+RTX組合的應用較成功的有美國的OpenCNC和德國的PA公司（自己開發的實時內核），這兩家公司均有產品推出，另外SIMENS公司的SINUMERIK® 840Di也是一種採用NT操作系統的單CPU的軟體化數控系統。Linux和RTLinux是源代碼開放的免費操作系統，發展迅猛，是我國力主發展的方向。
2．數控系統與驅動和數字I/O（PLC的I/O）連接的發展方向是現場匯流排
傳統數控系統驅動和PLC I/O與控制器是直接相連的，一個伺服電動機至少有11根線，當軸數和I/O點多時，布線相當多，出於可靠性考慮，線長有限（一般3-5米），擴展不易，可靠性低，維護困難，特別是採用軟體化數控內核后，通常只有一個CPU，控制器一般在操作面板端，離控制箱（放置驅動器等）不能太遠，給工程實現帶來困難，所以一般PC數控系統多採用一體化機箱，但這又不為機床廠家和用戶接受。而現場匯流排用一根通訊線或光纖將所有的驅動和I/O級連起來，傳送各種信號，以實現對伺服驅動的智能化控制。這種方式連線少，可靠性高，擴展方便，易維護，易於實現重配置，是數控系統的發展方向。現在數控系統中採用的現場匯流排標準有PROFIBUS（傳輸速率12Mbps），如Siemens 802D等；光纖現場匯流排SERCOS（最高為16Mbps，但目前大多系統為4Mbps），如Indramat System2000和北京機電院的CH-2010/S，北京和利時公司也研究了SERCOS介面的演示系統；CAN現場匯流排，如華中數控和南京四開的系統等，但目前基於SERCOS和PROFIBUS的數控系統都比較貴。而CAN匯流排傳輸速率慢，最大傳輸速率為1Mbps時，傳輸距離為40米。
3．網路化是基於網路技術的E-Manufacturing對數控系統的必然要求。
傳統數控系統缺乏統一、有效和高速的通道與其他控制設備和網路設備進行互連，信息被鎖在「黑匣子」中，每一台設備都成為自動化的「孤島」，對企業的網路化和信息化發展是一個障礙。CNC機床作為製造自動化的底層基礎設備，應該能夠雙向高速地傳送信息，實現加工信息的共享、遠程監控、遠程診斷和網路製造，基於標準PC的開放式數控系統可利用乙太網技術實現強大的網路功能，實現控制網路與數據網路的融合，實現網路化生產信息和管理信息的集成以及加工過程監控，遠程製造、系統的遠程診斷和升級;在網路協議方面，製造自動化協議MAP（Manufacturing Automation Protocol）由於其標<
