20世紀80年代，美國通過下一代控制器(NGC)計劃提出了開放體系結(jié)構(gòu)控制器的概念，激發(fā)了人們開發(fā)新一代數(shù)控，即開放式數(shù)控的研究熱潮。國內(nèi)外對開放式數(shù)控的體系結(jié)構(gòu)以及具體實現(xiàn)技術進行了廣泛的研究。目前，其研究已超過了開放式數(shù)控的內(nèi)涵，數(shù)控系統(tǒng)朝著開放式、智能化、網(wǎng)絡化方向發(fā)展。隨著研究的深入，人們發(fā)現(xiàn)數(shù)控系統(tǒng)一直采用的ISO 6983標準(G、M代碼)已不能適應現(xiàn)代化生產(chǎn)和技術發(fā)展的需要。這種面向運動和開關控制的數(shù)控程序限制了CNC系統(tǒng)的開放性和智能化發(fā)展，同時也使得CNC與CAX技術之間形成了瓶頸， STEP-NC的概念正是在這種背景下提出的。
盡管現(xiàn)代CAD/CAM系統(tǒng)以及CNC控制各自的性能都已經(jīng)大大提高，但其依然還是采用G、M代碼的IS06983標準作為編程的數(shù)據(jù)接口，這種數(shù)據(jù)接口造成了當前CNC系統(tǒng)主要存在以下的問題:
①現(xiàn)場編程或修改非常困難，對于較復雜的加工對象，G、M代碼一般需要事先由后處理程序生成，增加了信息流失或出錯的可能性。
②G、M代碼只定義了數(shù)控沖床的運動和開關動作，不包含產(chǎn)品數(shù)據(jù)的其他信息，因此CNC系統(tǒng)根本不可能獲得完整的產(chǎn)品信息，更不可能事先智能化。
③從CAD/CAM系統(tǒng)到CNC系統(tǒng)的傳輸過程是單向的，難以支持先進制造模式。
④由于覆蓋面太窄，廠商不得不開發(fā)各自的擴充功能和專有指令，造成不同數(shù)控系統(tǒng)之間互不兼容。
⑤不支持基于樣條數(shù)據(jù)的五軸鏡削和高速加工。⑥生產(chǎn)準備時間長，生產(chǎn)效率低。
STEP-NC發(fā)展概況
TEP-NC將產(chǎn)品信息的表達與交換的國際標準STEP (standard for the exchange of product model data)擴展至CNC領域。1997年，歐共體的OPTIMAL計劃( optimised preparation of manufacturing information with multi-level CAM-CNC coupling)定義了第一 版STEP-NC鏡削接口標準，為后續(xù)的STEP-NC研究項目提供了基礎。1999年1月，歐共體又啟動了為期3年的STEP-NC研究項目，在OPTIMAL計劃中用STEP標準所定義的鏡削接口數(shù)據(jù)基礎上，研究開發(fā)適合鏡、車、磨、放電加工、快速成形、木材和玻璃加工的標準接口。美國STEP Tools公司也開發(fā)了一種支持STEP數(shù)據(jù)共享的XML編程技術，至2000年8月，在網(wǎng)絡上提供了約10000個免費的STEP數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換程序，并集成到了PDM軟 件ST - Reposi tory中，旨在方便地從Internet上對STEP數(shù)據(jù)進行處理。
從2000年開始， STEP TJols公司在美國國家標準技術協(xié)會的幫助下，展開了一個為期3年的“超級模型”項目，其目標是建立一個適合鏡、車的數(shù)據(jù)庫和軟件工具，驗證CNC 數(shù)控沖床能夠直接讀取三維設計和制造數(shù)據(jù)，從而快速、安全和智能化地制造零件。為了CAD、CAM、CNC控制器能隨時地提取或?qū)懭霐?shù)據(jù)，他們開發(fā)了STEP-NC數(shù)據(jù)庫的操作規(guī)范體系和自身維護與管理體系。2000年末，他們曾演示了利用"超級模型"進行鏡削特定特征加工對象的全過程一一"超級模型"從一個FB Mach CAM系統(tǒng)讀取數(shù)據(jù)，然后一臺改造過的Bridgeport CNC控制器通過"超級模型"的智能接口讀取STEP-NC數(shù)據(jù)后直接控制鏡床進行加工。目前他們正在進行完善和擴展工作，以適用于各種加工。此外，他們還與Lawrence Livermore國家實驗室合作，正在OMAC的基礎上開發(fā)STEP-NC接口。
2000年6月，韓國POHANG科技大學的STEP-NC技術國家研究實驗室NRLSNT
(National Research Lab for step NC Technology)也開始了為期5年的STEP小JC研究計劃， 重點開展車削的STEP-NC，從數(shù)據(jù)模型到智能化加工相關技術的研究。
目前較具代表性的研究項目有歐洲的STEP-NC項目、美國的Super Modal項目、日本的Digital Master項目等。在上述國家研究成果的基礎上，目前已形成了部分國際標準草案(IS(}-DIS-14649)，有關基本規(guī)則與恍削加工的標準(草案)已完成，包括基本概念和規(guī)則(Part1)、通用標準(Part 10)、數(shù)控鏡削加工工藝(Part 11)、鏡削刀具(Part 111)等。