機械制造系統涉及多種機械設備，其中加工設備就有九大類，輔助設備也有運輸設備、檢測設備、照明設備等多種，每種設備又由多個能量消耗源組成。以普通車床為例，普通車床包括主傳動系統、冷卻系統、架快速移動系統、照明和信號燈系統等。而數控機床就復雜得多，如YD31125CNC6數控滾齒機包括主傳動系統、進給系統、液壓系統、靜壓系統、沖屑系統、冷卻系統等多個能量消耗系統，每個能量消耗系統又由多個能量消耗源組成，見表1。機械制造系統能量消耗的多能量源特點意味著能效的深化評價需面向多能量源進行。

機械制造系統是產品生產的復雜載體，跨越產品、車間、任務、制造單元和生產設備等不同層次，每個層次的能量消耗都有其基本特征。如設備層能耗是機械制造系統的主體，而車間層除了加工設備消耗能量以外，一些輔助設備也要消耗能量。對于產品能耗而言，則要考慮從原材料準備，零部件生產，產品組裝、使用到回收處理等所有階段的產品全生命周期過程能耗。因此，機械制造系統能量消耗狀態以及能量效率也存在層次分布特性。

某一時段內機械制造系統的能量消耗呈現復雜的動態變化特性。僅以其中的機床能量消耗過程為例：某機床加工一個簡單工件的能量消耗過程可以看出，機械加工設備的能量消耗變化體現在以下三個方面：一是機床啟動過程的功率變化；二是不同加工工序能量消耗規律各異；三是每道加工工序的輸入功率隨時間發生的變化。機械加工設備能耗過程的動態變化直接造成機械制造系統能耗過程及其瞬態能量效率復雜多變。

機械產品的能量消耗貫穿于產品從原材料準備到零部件生產，產品組裝、運輸、使用和回收處理的整個生命周期，如圖3所示。機械產品(例如汽車、機床等)在生命周期各階段均需能量支撐；同時，機械制造產品在生命周期不同階段的能量消耗特性大不相同，需要對每個階段的能量特性進行深入分析。因此，機械制造系統能效評價需考慮產品生命周期全過程的能量消耗和能量效率問題。

現有的機械制造系統能效評價的研究內容可以歸結為三類：一是機械制造系統總體能效評價；二是產品能效評價；三是機械設備和工藝能效評價。

機械制造系統總體能效評價是對機械制造系統的綜合能量消耗效率進行評價，一般以生產企業的整體能耗作為研究對象。比較成功的制造系統能效評價實踐是美國IAC的評價體系。IAC的評價內容[3]包括：能量和廢棄物成本評價、電能評價、熱能評價、能源的原動機評價、冷卻系統評價、供熱通風與空氣調節系統評價和廢棄物評價等。

瞬時能量效率是指機械制造系統在某一時刻的有效能量變化率與輸入能量變化率的比值。對于主要消耗電能的機械制造系統，其瞬時能量效率為有效輸出功率與輸入功率的比值。例如，對于金屬切削機床，有效能量一般理解為直接對工件進行切削加工的能量，其瞬時能量效率為

機械制造系統過程能量效率是指某個制造過程或某個時間段的有效能量或有效產出與輸入能量的關系。可見，過程能量效率指標包括有效能量和有效產出兩種定義法。

機械制造系統過程能量效率的有效能量定義是指某個制造過程或某個時間段的有效能量與系統消耗能量的比值。例如，一個工件的切削加工過程的能量效率E可定義為工件加工過程的有效能量和消耗總能量的比值[23]，即

過程能量效率的有效產出定義又稱“比能”定義。比能是系統消耗能量與系統有效產出的比值式中，Ei為輸入能量；Eo為輸出能量；Oe為有效產出，包括有效經濟、物質產出量(如材料切除體積、產品個數等)。