机械制造系统涉及多种机械设备，其中加工设备就有九大类，辅助设备也有运输设备、检测设备、照明设备等多种，每种设备又由多个能量消耗源组成。以普通车床为例，普通车床包括主传动系统、冷却系统、架快速移动系统、照明和信号灯系统等。而数控机床就复杂得多，如YD31125CNC6数控滚齿机包括主传动系统、进给系统、液压系统、静压系统、冲屑系统、冷却系统等多个能量消耗系统，每个能量消耗系统又由多个能量消耗源组成，见表1。机械制造系统能量消耗的多能量源特点意味着能效的深化评价需面向多能量源进行。
机械制造系统是产品生产的复杂载体，跨越产品、车间、任务、制造单元和生产设备等不同层次，每个层次的能量消耗都有其基本特征。如设备层能耗是机械制造系统的主体，而车间层除了加工设备消耗能量以外，一些辅助设备也要消耗能量。对于产品能耗而言，则要考虑从原材料准备，零部件生产，产品组装、使用到回收处理等所有阶段的产品全生命周期过程能耗。因此，机械制造系统能量消耗状态以及能量效率也存在层次分布特性。
某一时段内机械制造系统的能量消耗呈现复杂的动态变化特性。仅以其中的机床能量消耗过程为例：某机床加工一个简单工件的能量消耗过程可以看出，机械加工设备的能量消耗变化体现在以下三个方面：一是机床启动过程的功率变化；二是不同加工工序能量消耗规律各异；三是每道加工工序的输入功率随时间发生的变化。机械加工设备能耗过程的动态变化直接造成机械制造系统能耗过程及其瞬态能量效率复杂多变。
机械产品的能量消耗贯穿于产品从原材料准备到零部件生产，产品组装、运输、使用和回收处理的整个生命周期，如图3所示。机械产品(例如汽车、机床等)在生命周期各阶段均需能量支撑；同时，机械制造产品在生命周期不同阶段的能量消耗特性大不相同，需要对每个阶段的能量特性进行深入分析。因此，机械制造系统能效评价需考虑产品生命周期全过程的能量消耗和能量效率问题。
现有的机械制造系统能效评价的研究内容可以归结为三类：一是机械制造系统总体能效评价；二是产品能效评价；三是机械设备和工艺能效评价。
机械制造系统总体能效评价是对机械制造系统的综合能量消耗效率进行评价，一般以生产企业的整体能耗作为研究对象。比较成功的制造系统能效评价实践是美国IAC的评价体系。IAC的评价内容[3]包括：能量和废弃物成本评价、电能评价、热能评价、能源的原动机评价、冷却系统评价、供热通风与空气调节系统评价和废弃物评价等。
瞬时能量效率是指机械制造系统在某一时刻的有效能量变化率与输入能量变化率的比值。对于主要消耗电能的机械制造系统，其瞬时能量效率为有效输出功率与输入功率的比值。例如，对于金属切削机床，有效能量一般理解为直接对工件进行切削加工的能量，其瞬时能量效率为
机械制造系统过程能量效率是指某个制造过程或某个时间段的有效能量或有效产出与输入能量的关系。可见，过程能量效率指标包括有效能量和有效产出两种定义法。
机械制造系统过程能量效率的有效能量定义是指某个制造过程或某个时间段的有效能量与系统消耗能量的比值。例如，一个工件的切削加工过程的能量效率E可定义为工件加工过程的有效能量和消耗总能量的比值[23]，即
过程能量效率的有效产出定义又称“比能”定义。比能是系统消耗能量与系统有效产出的比值式中，Ei为输入能量；Eo为输出能量；Oe为有效产出，包括有效经济、物质产出量(如材料切除体积、产品个数等)。
