數字控製機床、工業機器人和電子計算機等技術的發展，以及成組技術的應用，將使自動線的靈活性更大，可實現多品種、中小批量生產的自動化。多品種可調自動線可降低自動線生產的經濟批量，在機械製造業中的應用越來越廣泛，並向更高度自動化的柔性製造係統發展。
3.2.3數控機床和加工中心
數控機床是數字控製機床的簡稱，是裝有程序控製係統的自動化機床。人們通過對程序的設計，可以控製機床的動作，按圖紙要求的形狀和尺寸，自動地將零件加工出來。
數控機床是美國發明家約翰·帕森斯在20世紀發明的。隨著電子信息技術的發展，世界機床業進入以數字化製造技術為核心的機電一體化時代，其數控機床就是代表產品之一。數控機床是製造業的加工母機和國民經濟的重要基礎，為國民經濟各個部門提供生產裝備和技術手段，具有無限放大的經濟與社會效應。歐、美、日等工業化國家已先後完成數控機床產業化進程，而中國從20世紀80年代開始起步，至今仍處於發展階段。
第一台加工中心數控機床是1958年由美國卡尼-特雷克公司研製成功的，在數控臥式鏜銑床的基礎上增加了自動換刀裝置，實現了工件一次裝夾後即可進行銑削、鑽削、鏜削、鉸削和攻絲等多種工序的集中加工。
加工中心數控機床的出現，不僅解決了采用常規方法難以解決的複雜零件加工問題，而且為單一品種中小批量生產加工的自動化開辟了新途徑。加工中心是以計算機數控機床為基礎，配以刀具庫或多軸箱庫構成的，它可根據加工程序自動更換刀具或多軸箱。工件在一次裝夾之後，可以完成4個麵甚至5個麵以上的各種加工工序。加工中心的應用大大減少了設備台數和占地麵積，減少了工件周轉時間和裝夾次數，有利於工藝管理，同時也可提高生產率和加工精度。
3.2.4柔性製造係統
柔性製造係統是由統一的信息控製係統、物料儲運係統和一組數字控製加工設備共同組成，並且能適應加工對象變換的自動化機械製造係統（FMS）。
1967年，英國莫林斯公司首次根據威廉森提出的柔性製造係統基本概念，研製了“係統24”。其主要設備是6台模塊化結構的多工序數控機床。研製“係統24”的目的是在無人看管情況下，實現晝夜24小時連續加工，但最終由於經濟和技術上的困難而未全部建成。
1967年，美國的懷特·森斯特蘭公司建成OmnilineⅠ係統，它由8台加工中心和2台多軸鑽床組成，工件被裝在托盤上的夾具中，按固定順序以一定節拍在各機床間傳送和加工。這種柔性自動化設備適用於少品種、大批量生產，在形式上與傳統的自動化生產線相似，所以也叫柔性自動線。
1976年，日本發那科公司展出了由加工中心和工業機器人組成的柔性製造單元（FMC），為發展FMS提供了重要的設備形式。柔性製造單元一般由12台數控機床與物料傳送裝置組成，有獨立的工件儲存站和單元控製係統。它能在機床上自動裝卸工件，甚至自動檢測工件，另外還可實現有限工序的連續生產，適於多品種小批量生產應用。
隨著科技的發展，FMS在技術和數量上都有較大進步。應用上，以3～5台設備組成的FMS最多，但也有規模更龐大的係統投入使用。
1982年，日本發那科公司建成自動化電機加工車間，由60個柔性製造單元（包括50個工業機器人）和一個立體倉庫組成。另外有2台自動引導台車傳送毛坯和工件，此外還有一個無人化電機裝配車間，它們能連續24小時不間斷地運轉。
這種自動化和無人化車間，是向實現計算機集成的自動化工廠邁出的重要一步。與此同時，還出現很多僅具有FMS基本特征但自動化程度不很完善的經濟型FMS，這些都使FMS的設計思想和技術成就得到廣泛應用。
柔性製造係統在數控機床、加工中心的基礎上，配以柔性的工件自動裝卸、自動傳送和自動存取裝置，利用計算機進行管理和監督，組成可自動連續加工多種零件的柔性製造係統。應用柔性製造係統可以減少製品的庫存量和進一步提高設備利用率。
3.2.5計算機集成製造係統
計算機集成製造係統（CIMS）是隨著計算機輔助設計與製造的發展而產生的，是在信息技術、自動化技術與製造技術的基礎上，通過計算機技術把分散在產品設計製造過程中孤立的自動化子係統有機地集成起來形成的。它適用於多品種、小批量生產，是實現了整體效益的集成化和智能化製造係統。
20世紀50年代以來，在生產的工藝準備與製造、經營管理、設計過程中各自獨立發展起來的計算機應用技術，為形成計算機集成製造係統奠定了基礎。20世紀70年代後期，人們把成組技術、柔性製造係統、自動化倉庫、計算機輔助設計與計算機輔助製造技術、工業機器人相結合，形成高度自動化的係統。高度自動化係統的作用有：提高生產率和產品質量，縮短新產品的研製周期，減少產品的庫存量。有人稱采用此種係統的工廠為自動工廠。
當前，我國CIMS已經轉變為“現代集成製造與現代集成製造係統”。它已在廣度與深度上拓展了原CIM/CIMS的內涵。其中，“現代”的含義是計算機化、信息化、智能化。“集成”有更廣泛的內容，它包括信息集成、過程集成及企業間集成等三個階段的集成優化，企業活動中三要素及三流的集成優化，CIMS有關技術的集成優化及各類人員的集成優化等。CIMS不僅僅把技術係統和經營生產係統集成在一起，而且把人（人的思想、理念）及智能小型計算機集成製造係統集成在一起，使整個企業的工作流程、物流和信息流都相互保持通暢和有機聯係。所以，CIMS是人、經營和技術三者集成的產物。
3.2.6過程工業自動化
過程工業是指石化、電力、冶金、造紙、醫藥、食品等工業。它們的特點是連續性。過程工業企業正在越來越多地應用新技術來解決生產實際問題，已有一批批比較成熟的優化軟件和方法應用於企業，企業將日常管理、過程控製、生產運行、市場營銷、過程設計和投資決策等企業運作的全過程綜合集成起來，實現企業的快速發展。計算機在過程控製中的應用為控製工程的蓬勃發展奠定了物質基礎，創造了應用條件。
自20世紀50年代計算機開始用於工業過程控製以來，過程工業自動化控製技術的發展經曆了以下幾個階段。
（1）直接數字控製（DDC）
20世紀70年代以前，計算機在過程控製中應用的主要方式是實現集中控製，即直接數字控製（DDC）。控製算法以門口、串級、比值和前饋等為主，實現方式主要是用計算機代替常規調節儀表，但是當時的硬件可靠性低、成本比較高、應用不普及，仍處於試用階段。
（2）分散集中控製（DCS）
20世紀70至80年代，隨著計算機技術的迅猛發展，開始普遍采用DCS。其主要特點是在硬件上將控製回路分散化，而數據顯示、實時監督等功能進行集中化。因此硬件的可靠性大大提高，被大型工業過程用戶普遍采用，效果很好。但在控製算法上仍沒有顯著改進，工藝操作條件仍由人工給出。
（3）兩級優化控製
20世紀80年代以後，開始在DCS的基礎上，實現高級過程控製和優化控製。硬件上采用上位機和DCS或電動單元組合式儀表相結合，構成兩級計算機優化控製係統。在算法上，將控製理論研究的新成果，如多變量解耦控製、多變量約束控製、各種預測控製、推斷控製和估計、人工神經元網絡控製和估計，以及各種基於模型控製等高級過程的控製算法，應用於工業生產過程並取得成功。裝置優化也開始實現，從而使計算機在工業過程控製中的應用更上一層樓，取得顯著的經濟效益。越來越多的用戶開始理解和接受高級控製和優化成果。國外，特別是在美國出現了如SetPoint、DMC等專門從事過程控製與優化的軟件公司。它們把這些軟件大量推向市場，在幾百家大型石化、煉油和鋼鐵等工廠得到成功應用，取得巨額利潤。目前，兩級優化控製仍在互相競爭、發展之中。多變量約束控製等高級控製的成功應用，將有可能改變當前過程控製的實質，即用多變量與優化取代當前的單變量設計的思想和原則。這一想法將會使過程控製實現大的突破，展現出新的麵貌。
（4）工業過程計算機集成控製（CIPS）
從20世紀90年代開始，計劃優化、生產調度、經營管理決策，開始進入計算機控製係統。這使市場意識與優化控製相結合，管理與控製相結合，促使計算機控製係統更加完善，產生更大的經濟效益和技術進步，迎接全社會信息時代的到來。
當代世界市場的激烈競爭和社會對資源、環境的要求，正推動世界過程工業追求先進的控製，充分利用信息和計算機技術，使企業不斷增強對市場的應變能力，根據市場需要及時組織和調整生產，充分挖掘生產潛力，提高效率，降低能耗，保證質量，控製“三廢”，確保安全，壓縮庫存，加速資金周轉，實現生產過程和經營管理過程的整體優化。近年來，采用高可靠、智能化儀表和DCS，開發高級控製策略，在各層次上實現優化，推行管理信息係統（MIS）並進行輔助管理和決策，組織計算機集成的管理與控製一體化係統CIPS，已成為發達國家過程工業自動化和計算機應用的標準發展模式。