從19世紀50年代第一臺數控系統出現到現代開放式數控系統，期間經歷了多次重大變化，但是這些變化都局限在單機的功能和單元技術的革新和升級。設備的聯網相關技術進展緩慢。

近年來，出現了不同結構層次的數控系統產品，包括全系統、半成品和核心軟件，見下表。例如，德國的ISG公司僅提供數控軟件知識產權，由用戶自行配置或二次開發形成自己品牌的數控產品。美國國家標準與技術研究院NIST及其他開源組織可提供開源的LinuxCNC數控軟件，用戶可免費得到其源代碼，并可在GNU共享協議下進行開發。德國的PA(PowerAutomation)公司、倍福(Beckhoff)公司則提供模塊化的數控系統平臺，由用戶自行配置后形成自己品牌的數控產品。美國DeltaTau公司提供PMAC運動控制卡和相關軟件，由用戶開發組成自己的數控系統等。

下面的表格描述了數控系統互聯方式的變化：數控系統的互聯方式從最早的串行通信逐步升級為以太網通信。不同類型(品牌)的數控系統的通訊端口、通訊協議千差萬別。從表1還可以看出，在不同的時期，不同的階段，數控系統廠家設計并提供了面向不同應用目標的通訊方式和通訊協議。比如最早期的I/O方式用于和其他設備進行握手和工作協同。在第二階段的串口通訊時期(其實這個技術目前還有很多國內外廠商正在使用)，主要是由于數控系統內存偏小，在遇到大程序時進行在線的NC文件下載，即最基礎的DNC功能，這種方式由于其技術門檻低，簡單、易行、低成本而被國內數控廠商所廣泛使用，但是這也同時限制了國內數控系統對于網絡技術的應用，功能極為有限。第三階段，類似Fanuc、Siemens等中高端數控系統都配備了以太網接口，比如西門子數控系統提供基于OPC的標準化局域網通訊協議，數據采集和文件傳輸往標準化靠攏，但是這個階段的系統設計及網絡協議設計依然局限于局域網應用，更多的還是基于傳統的DNC設計思想，這個時期的數控系統網絡傳輸相關功能主要針對數據上傳和下載(如備份/恢復，NC程序下載和上傳，參數設定等)以滿足點對點或者局域網的互聯應用目標，但在互聯網時代到來時上述功能及其協議的形式卻又顯得有些捉襟見肘。

數控系統互聯方式的變化

以1996年發布的OPC協議為例，其最初目的是把PLC特定的協議(如Modbus，Profibus總線等)抽象為標準化的接口，通過以太網向HMI/MES等系統提供標準化的連接通訊支持，這種面向局域網的通信存在如下缺點：平臺局限、防火墻穿透困難、OPC無法支持互聯網、安全功能弱、數據完整性無法確保。

1、平臺局限，跨平臺幾乎無法實現。OPC基于微軟的COM/DCOM技術開發，只能運行于Windows系統，在如今工業控制領域流行的Linux等嵌入式平臺上無法支持，并且2002年初微軟宣布停止COM技術的研發，OPC的技術基礎面臨淘汰。

2、防火墻穿透困難，OPC通信在跨越計算機邊界時很難完成，用戶需要在防火墻中打開很多端口才能夠讓DCOM通信穿越，這嚴重影響了整個網絡的安全性和可靠性。

3、對Web等互聯網應用的支持缺失，OPC無法支持互聯網，

4、數據結構支持弱，OPC無法支持類似結構化數據等復雜數據規范。

5、安全功能弱，類似設備認證、數據加密等網絡應用中非常重要的安全功能在老式OPC協議中并未設計。

6、數據完整性無法確保，在通信中斷或者異常時，OPC協議并無法確保傳輸數據的準確送達，數據通信常常會因此損壞并無法找回。

針對上述缺點，第四階段的通訊設計出現了OPCUA和MTConnect等面向互聯網應用的協議設計。

OPCUA為OPC基金會在原有OPC協議的基礎上進行了擴展和升級，首先解決了操作系統平臺的依賴問題，并且對互聯網環境下的應用提供了更多的支持。OPCUA通過隧道技術解決了網絡安全及防火墻穿透等問題，并支持發布訂閱等面向互聯網應用的新興通訊技術，其技術框架如圖2所示。

MTConnect是由美國機械制造技術協會(AMT)發起，聯合美國通用電氣等世界領先制造企業制定的開源、免費的機床通信標準，旨在提升來自不同制造商、軟件商的制造裝備、設備和軟件應用之間的互操作性。其技術框架如圖3所示。但是，各大數控廠商的系統架構不同，參數、文件命名規范甚至操作系統都不盡相同，想要對數量龐大的數控設備進行統一的規范，并且使得數量龐大的類似ERP、MES等客戶端廠商進行統一規范并使得相關應用得以協同工作依然是一個漫漫長征路。

MTConnect協議僅僅針對客戶端與設備的通訊進行了約定，但是并未對互聯網端的應用及其協調互通接口進行約定，其問題的根本與OPCUA一樣，本質上還是基于點對點的通訊問題解決，但是互聯網環境下的應用需求不僅僅局限于此。因而MTConnect的協議需要一套云端應用的規范來進行合理的補充，才能夠使得數控機床的互聯網應用得以真正順暢實現。