流程型制造流程的运行是在一个开放系统中，物质、能量和信息在特定的时-空边界内流动/流变的过程，即是在特定耗散结构内流动/流变的耗散过程。流程系统结构中的每一节点（工序/装置）都是有物理输入/输出的，从而体现出流动/流变，节点与节点之间以不同方式的界面技术连成物质流、能量流、信息流网络（“三网”），并通过发生不同的非线性相互作用实现动态耦合。

制造流程是一个复杂的工程实体系统，其动态运行的物理机制表明它是在一个人工构建的耗散结构内运行的耗散过程。作为制造流程动态运行框架的耗散结构是由三类不同形式的结构化机制经过综合集成而构建出来的：①具有不同过程之间多尺度嵌套性的层次结构（纵向集成性），即从原子/分子层次-工序/装置层次-制造流程层次之间不同类型过程的多尺度嵌套性动态运行集成结构（图1）。②上、下游工序/装置间衔接-匹配的链接结构（横向集成性）（图2）。③整体协同的网络结构（包括静态网络框架、动态运行路线）的集成优化（图3）。

图1 制造流程内不同过程之间多尺度嵌套性的层次结构

图2 制造流程中上、下游工序/装置间衔接-匹配的链接结构

图3 制造流程动态协同运行的网络结构 

制造流程动态运行的物质流、能量流、信息流（三流）在与之相应的“三网”中相互关联并协同运行，实现在特定环境条件下的耗散过程优化，即过程耗散“最小化”。“三流”“三网”协同优化是实现多目标综合优化的有效路径。

制造流程物理系统结构优化要通过以下方面实现：①工序/装置（节点）的功能、容量和数量优化；②工序/装置（节点）间“界面”技术优化；③全流程网络简捷化，协同推进，并实现物质流/能量流/信息流三个网络协同优化。

随着科技进步和社会发展，制造流程物理系统的功能定位是演变发展的，就钢铁工业而言，要从“钢铁产品制造”一个功能已拓展到三个功能，即钢铁产品制造功能、能源高效转换和及时回收利用功能以及大宗社会废弃物处理-消纳与再资源化功能。