精密机器制造系统
开发使美国产业描绘、监测和改进机器操作准确性、可靠性和生产力的计量学方法和标准，引导对自治精密机器制造的系统的认识。
问题
制造业技术基础设施（CTMI）确定了使在短的循环周期内，生产力、设计、计划、生产成本、提供高质量产品成为可能是一个迫在需求。CTMI确定了在流程定义和设计，精密设备，过程控制，对过程和设备，健康监督、担保和综合框架的根本理解的延伸区域。它也阐明了计量学和标准是这些延伸区域关键的使能者。这个课题的目的是促进这些测量方法的发展和有效。一个成功的课题首先将使精密机器制造系统有效的制造，和每个部分在日程表的详述。
方法
课题集中于开发集成物质撤除过程的所有基于科学的理解或表示法和无缝用机器制造系统性能的方法学的执行动态和全球性优化。有三个纲领性焦点区域：1.表现描述特性和表示法：2.处理优化和控制：3.条件监测
现代计量学一起允许新机械工具表现描述特性技术的发展。
精密机器制造系统
目标
发展、确认和展示使美国产业描绘、监测和改进机器操作准确性、可靠性和生产力的计量学、标准和基础建设的工具，引导自治精密机器制造的系统的认识。
用户需求＆意欲的冲击
机器制造系统用于分离部分工具加工的制造，因此耐用品是缺一不可的。每年美国，花费在机器操作上共计超过2000亿美圆，大约2%国民生产总值。在2000年，由制造技术协会进行的研究表明机械工具和相关制造技术的改进在1994-1999年期间创造的价值总共接近1兆美圆。这些好处起因于生产力的获取，存货要求的下降和制造业相关产品改善的价格、质量和节能。
在过去二年间，有一个大成果，起源于三个NIST/MEL课题，巧妙的机械工具，有预测性的程序工程和智能的开放式体系结构控制。这些MEL成就了国家基金会（美国国家科学基金会）和集成制造技术创办协会（IMTI）在2002年12月一起举行一次精密机械工具研讨会带来政府、产业和学术界一起辨认美国在精密机械工具和机器制造系统区域技术发展的需要。由于这个车间，美国制造工业由制造业技术协会，全国防御制造业和机器制造中心，全国制造科学，全国先进制造联盟，全国加工与机器制造联盟，制造工程师协会和技术解决协会代表的美国工业，在2003年建立了机械制造技术基本设施联盟。在2004年3月，这个联盟为精密机器平台主动性提供了技术路线图。原始的三个MEI课题强烈影响了精密机器制造平台主动性技术路线图的结构和内容。精密机器制造系统保持着这个演变并且与精密机器制造平台主动性技术计划紧密地排列着。
在它的2004年技术计划中CMTI表明，过去的十年由美国制造工业达到生产力和质量的增长被底薪水国家挑战。结果，采购制造在经济上重要产业，譬如汽车、航空航天、消费品和重的设备增长着。另一方面，先进技术和工程创新在由重大相当数量相互作用促进的先进制造环境里助长着。丢失这些制造环境，美国就会丢失它在先进技术和创新边缘的危险。
CMTI辨认了紧急需要扭转这个趋向由“基本的制造环境的再改造”，使生产力，设计，计划，生产成本和在短期内交付优质产品得到较大改善，CMTI进一步辨认了五个主要推力区域演讲面对生产金属零件和制造的美国制造业的挑战。
一个成功的课题将通过SMS成本有效，首先制造第一和规定和日程表中的没一部分由精密机器制造的系统，这样的系统补全和提高在制造业企业中的机器操作员，流程计划者和设计工程师技能，通过由分享知识和信息在这些作用之中优选设计和制造过程达到最高水平。
通过高精度过程和程序模型和优化工具装载，精密机器制造系统将以可预测和可控制的方式表现出来。这将消灭基于原型发展的实验和错误，也将减少上市时间，因而推进美国产业的能力反应于高质量产品的许多定制全球性压力。
一个先进的制造环境有助于工程学创新。扭转采购低薪水国家趋向，将使美国产业收复它在创新和生产力上的竞争力。这竞争优势使贸易逆差减到对美国经济最小的不利影响。
技术方法&课题宗旨
为了首先使制造成本有效和每个部分都按照规格和日程表运行，一个精密机器制造将有如下特征：
.它将知道自己的能力，环境，并传达这些信息
.它将自动监测和选择操作
.它将估计它的工作和产品的质量
.它将随时间慢慢地学会并且改进自己
这些特征要求一种基于对物质撤除过程和机器制造系统的理解和毫不含糊的标识法的科学。
有三个纲领性焦点区域：
⑴表现描述特征和表示法；
⑵处理优化和控制；
⑶条件监测。
这些对所有系统组分的物理理解集成的动态的发展和全球性优化工具和方法学的发展，将是所有这些焦点区域的统一题材。
为了符合课题目标和宗旨，还有向股东交流开发概念和工具的应用，课题将着重于三个类型的项目：根本方法和数据的发展；示范平台的发展和潜在的结果变化的范例的高风险项目。示范平台同样也将服务于促进于设备/软件卖主更强的合作，以致于更好的胜出。
宗旨#1：动态的最优化
开发一个基于设计要求、集成所有相关过程和设备知识、信息的普通方法论和关联的数据，模型说明书，完成动态过程的最优化。
依照在SMPI技术计划中的陈述，在一个用机器制造的平台上，解决、正确地预测或描述错误的普及对评估和超越真实世界但在当前技术代表了一个主要的空白的能力是至关重要的。虽然与机床，机器制造过程，切割工具和材料相关的重大的信息已经存在，但是却还有一个统一的方法学去结合所有这些信息去产生期望的最好条件。此外，这些信息中很少是被规范化的，这使得最优化甚至更加难以推断。
实现这个宗旨将使基于科学的过程设计和质量控制成为可能，这些都是精密机器制造系统的关键要求。一个基于明确定义的起因和作用关系的普通优化能力也将会成为推理和学习精密机器制造系统能力的使能者。
宗旨#2：设备描述特性
开发测量方法、模型和标准去描绘和传达在操作条件下的机床性能。
关于机床性能的信息形成主要基础中的一个必要使得制造第一和每部分符合规格。传统上，机床性能在类似静态环境下使用一系列测试后确定下来的。有一系列全国和国际标准描述这些测试。这些性能参数被使用在购买和出售机器上，也预测由于特殊零件家族的机床性能。全国和国际标准的不同引起机床卖主和买主的难处和困惑，是关于被要求的性能参数为契约和能力估计的目的。这些标准之间的和谐是这个宗旨优先考虑的事。此外，类似静态条件下的性能参数与可获得的零件包含参数之间的关系不能很好的被定义，因为在操作环境下，机器的性能不和在类似静态环境下的一样。AMT路线图描述了在1995年到2010年之间机床准确性的改善。机床卖主和买主已经耗尽他们的选择去改进基于类似条件下机床运动性能的改进。在操作条件下性能测量和塑造是留下的主要改进机器性能的使能者。
宗旨#3：下一代数字控制
开发、实施和展示所有必要的步进数字控制服从的接口和数据规格，是为了基于模型的机器控制的无缝操作。
精密机器制造系统需要一套丰富的信息来充分利用它们的能力。当前的数字控制程序用G代码输写，它表现原始的刀具运动轨迹。这些程序不包括现在或将来的几何、性能、公差、物质物产、装置地点、物质撤除率或在设计和过程计划阶段被开发出来的信息。当转化为G代码时，这些信息就被撤除，严格限制控制器的能力去优化机器或对干扰起反应。性能最大优化过程，用当前的方法是非常昂贵、繁琐和费时的，并且仅仅使大的零件有效。许多定制和渗透对小制造商仍然是难以捉摸的。步进数字控制，国际标准－ISO14649，计算机数字控制数据模型是提供使用数字产品模型作为机床输入的使能标准。步进数字控制扩大可步伐（ISO10303）－在数字控制世界凑模型数据交换的标准。
