Nachhaltigkeit messbar machen: Wie Produktionsdaten zu belastbaren KPIs werden

Von einzelnen Datenpunkten zu belastbaren Nachhaltigkeitskennzahlen: Wie Planung, Shopfloor, Transport und Reporting zusammenspielen.

Das Nachhaltigkeitsziel ist definiert. Das Management erwartet belastbare Kennzahlen. Und für das Reporting stehen am Ende doch wieder mehrere Tabellen, manuelle Berechnungen und Daten aus unterschiedlichen Systemen nebeneinander.

Das Problem ist meist nicht, dass Daten fehlen. Hersteller erfassen längst Energieverbräuche, Ausschuss, Maschinenzeiten, Qualitätsdaten, Materialbewegungen oder Transportinformationen. Diese Daten liegen jedoch verteilt über Maschinen, MES, ERP-Systeme, Energiezähler und Logistiksysteme vor.

Für ein nachvollziehbares Nachhaltigkeitsmanagement müssen diese Informationen zusammengeführt und in ihren operativen Kontext gesetzt werden. Genau hier greifen Planung, Fertigungsausführung, Transportmanagement und Analyse ineinander: Entscheidungen werden geplant, ihre Auswirkungen im laufenden Betrieb erfasst und anschließend als Kennzahlen ausgewertet.

Das Wichtigste in Kürze

• Viele relevante Nachhaltigkeitsdaten entstehen direkt in Produktion und Logistik – nicht erst im ESG-Reporting.
• Ein MES kann Energieverbräuche, Maschinenzeiten, Qualitätsdaten, Ausschuss und weitere Betriebsdaten direkt mit Produktionsaufträgen verknüpfen.
• Factory Scheduling beeinflusst Energieverbrauch bereits bei der Planung – etwa über Produktionsreihenfolgen, Linienwahl, Startzeiten und Auslastung.
• Ein Transportmanagement-System ergänzt Produktionsdaten um Informationen zu Routen, Sendungen und transportbedingten CO₂-Emissionen.
• Der Simulative Control Tower verbindet Planung, Ausführung und Logistik und ermöglicht es, Auswirkungen unterschiedlicher Szenarien vor einer Entscheidung zu bewerten.
• Auch Hersteller außerhalb direkter Berichtspflichten benötigen zunehmend nachvollziehbare Nachhaltigkeitsdaten, weil Kunden diese entlang ihrer Lieferkette einfordern.

Warum belastbare Nachhaltigkeitsdaten in der diskreten Fertigung so schwierig sind

Die Lücke zwischen Nachhaltigkeitszielen und belastbaren Kennzahlen ist häufig kein Strategieproblem, sondern ein Daten- und Integrationsproblem.

Im ERP liegen Materialverbräuche und Produktionsmengen. Das MES erfasst Maschinenzustände, Zykluszeiten, Stillstände und Qualitätsdaten. Energiezähler liefern Verbrauchswerte. Transportdaten liegen bei Logistikdienstleistern, im TMS oder in separaten Tabellen. Hinzu kommen Daten aus Qualitäts- und Arbeitssicherheitssystemen.

Für sich genommen können diese Informationen wertvoll sein. Schwierig wird es, wenn sie erst für ein Reporting manuell zusammengeführt und nachträglich in Beziehung gesetzt werden müssen. Dann entstehen Medienbrüche, unterschiedliche Granularitäten und Berechnungen, deren Ursprung später nur mit erheblichem Aufwand nachvollzogen werden kann.

Das wird auch regulatorisch relevanter. Im Rahmen der Corporate Sustainability Reporting Directive (CSRD) gewinnt die Nachvollziehbarkeit veröffentlichter Nachhaltigkeitsinformationen weiter an Bedeutung.

Hinzu kommt der Druck entlang der Lieferkette. Auch Unternehmen, die selbst nicht unmittelbar unter umfangreiche Berichtspflichten fallen, erhalten zunehmend Nachhaltigkeitsabfragen von Kunden. Denn deren Scope-3-Betrachtung reicht bis zu Lieferanten, Materialien und Transportwegen.

Gleichzeitig werden Nachhaltigkeitskennzahlen immer häufiger Bestandteil der operativen Steuerung. Werkleitungen möchten beispielsweise den Energieverbrauch je Produktionslauf verstehen. Supply-Chain-Verantwortliche benötigen Transparenz über Transportemissionen. Dafür reichen aggregierte Jahreswerte nicht aus. Gefragt sind Daten auf Maschinen-, Auftrags-, Linien- oder Sendungsebene.

Welche Nachhaltigkeitskennzahlen für diskrete Hersteller besonders relevant sind

Nicht jede ESG-Kennzahl hat für die Fertigung dieselbe operative Bedeutung. Besonders relevant sind Kennzahlen, die direkt durch Produktions- und Logistikentscheidungen beeinflusst werden können.

Energieintensität und Scope-1-/Scope-2-Emissionen

Die Industrie verursacht einen erheblichen Anteil des weltweiten Energieverbrauchs. Die International Energy Agency (IEA) beziffert den Anteil des Industriesektors am globalen Endenergieverbrauch auf rund 37 %.

Für Hersteller wird deshalb entscheidend, nicht nur den Gesamtverbrauch eines Werks zu kennen, sondern Energie einzelnen Linien, Maschinen und Produktionsaufträgen zuordnen zu können. So lässt sich beispielsweise der Energieverbrauch pro Gutteil vergleichen und gezielt dort optimieren, wo der größte Hebel besteht.

Ausschussquote und First-Pass-Yield

Jedes Teil, das die Qualitätsprüfung nicht besteht, bindet bereits Material, Energie und Arbeitszeit. Ausschuss ist deshalb gleichzeitig eine Qualitäts-, Produktivitäts- und Nachhaltigkeitskennzahl.

Wer Ausschuss und First-Pass-Yield mit konkreten Produktionsbedingungen verknüpft, kann erkennen, welche Aufträge, Maschinen, Materialien oder Prozessparameter überproportional zu Verlusten beitragen.

Materialverluste im Produktionsprozess

Neben klassischem Ausschuss entstehen beispielsweise Verschnitt, Verpackungsabfälle und weitere produktionsbedingte Materialverluste. Entscheidend ist, diese nicht nur in einer Gesamtmenge zu erfassen, sondern nach Prozess, Materialart und Ursache zu strukturieren.

CO₂-Emissionen im Transport

Für Hersteller mit weitreichenden Distributionsnetzwerken kann der Transport einen relevanten Bestandteil der Scope-3-Emissionen darstellen. Statt mit pauschalen Durchschnittswerten zu arbeiten, können tatsächliche Sendungs-, Routen- und Auslastungsdaten eine präzisere Grundlage für die Berechnung schaffen.

Arbeitssicherheit

Auch Kennzahlen zu Arbeitsunfällen, Beinaheunfällen oder Ausfallzeiten gehören zu relevanten Nachhaltigkeitsinformationen. Wie bei Energie- oder Qualitätsdaten entsteht der eigentliche Nutzen dann, wenn diese Informationen nicht isoliert betrachtet, sondern mit operativen Prozessen in Verbindung gebracht werden können.

MES: operative Datenbasis für Nachhaltigkeitskennzahlen

Ein Manufacturing Execution System (MES) sitzt nah an dem Punkt, an dem viele relevante Daten tatsächlich entstehen: dem Shopfloor.

Das MES verbindet Maschinen, Produktionsaufträge und operative Abläufe. Dadurch können Nachhaltigkeitsdaten nicht nur gesammelt, sondern mit ihrem konkreten Produktionskontext verknüpft werden.

Dazu gehören beispielsweise:

• Stromverbrauch nach Maschine und Produktionsauftrag
• Gasverbrauch
• Druckluftverbrauch
• Wasserverbrauch
• Dampfverbrauch
• Temperaturen auf Maschinen- und Prozessebene
• Maschinenlaufzeiten, Leerlauf und Stillstände
• Qualitätsdaten wie First-Pass-Yield, Nacharbeit und Fehlerarten
• Ausschuss und Materialverluste in Verbindung mit konkreten Fertigungsaufträgen

Diese Granularität macht einen wichtigen Unterschied. Statt beispielsweise den gesamten Energieverbrauch eines Werks durch die produzierte Menge zu teilen, kann der tatsächliche Verbrauch einzelner Produktionsläufe betrachtet werden.

Ist bekannt, wie viel elektrische Energie eine bestimmte Maschine während eines Auftrags verbraucht und wie viele Gutteile dabei entstanden sind, lässt sich die Energieintensität pro Gutteil berechnen. Werden Ausschussmengen gleichzeitig dem verursachenden Auftrag zugeordnet, können Materialverluste nach Produktgruppe, Maschine oder Prozess analysiert werden.

Dadurch entsteht eine nachvollziehbare Datenkette vom Produktionsereignis bis zur Kennzahl. Für operative Teams bedeutet das mehr Transparenz über Ursachen und Auswirkungen. Für Nachhaltigkeits- und Reporting-Verantwortliche entsteht eine belastbarere Grundlage für Aggregation und Dokumentation.

Factory Scheduling: Energieverbrauch bereits in der Planung beeinflussen

Nachhaltigkeit beginnt nicht erst bei der Messung. Viele Auswirkungen werden bereits bei der Produktionsplanung festgelegt.

Factory Scheduling entscheidet beispielsweise, welche Linie einen Auftrag übernimmt, wann eine Maschine startet, welche Reihenfolge produziert wird und wie Produktionsaufträge über Schichten verteilt werden.

Damit können Scheduling-Entscheidungen unmittelbar auf Energieverbrauch und Ressourceneinsatz wirken.

• Produktionsreihenfolgen können so optimiert werden, dass unnötige Maschinenaktivitäten und Wechsel reduziert werden.
• Wenn mehrere Linien einen Auftrag fertigen können, kann die energieeffizientere Alternative berücksichtigt werden.
• Energieintensive Maschinenstarts lassen sich zeitlich verteilen, um Lastspitzen zu vermeiden.
• Produktionsmengen können auf Schichten oder Zeitfenster verteilt werden, in denen Energie günstiger oder mit geringerer CO₂-Intensität verfügbar ist.
• Energiekosten können als zusätzliche Zielgröße in die Produktionsplanung einfließen.
• Alternative Produktionsszenarien können vor ihrer Umsetzung miteinander verglichen werden.

Der Zusammenhang ist auch aus Produktivitätssicht relevant. Eine bessere Reihenfolgeplanung kann Rüstvorgänge reduzieren, Maschinen effizienter auslasten und unnötige Leerlaufzeiten vermeiden. Damit verbessern sich nicht nur klassische Produktionskennzahlen. Gleichzeitig können Energieverbrauch und Materialverluste sinken.

Der entscheidende Punkt ist die Verbindung mit den tatsächlichen Produktionsdaten: Die Planung beeinflusst den Prozess, das MES erfasst das Ergebnis. So lässt sich anschließend überprüfen, welche Planungsentscheidung tatsächlich welche Wirkung hatte.

Transport und CO₂: Mit TMS die Lücke hinter dem Werkstor schließen

Nachhaltigkeitsbetrachtungen enden häufig am Werkstor. Für den tatsächlichen CO₂-Fußabdruck eines Produkts ist jedoch auch relevant, was nach der Fertigung passiert.

Gerade bei geografisch verteilten Kunden, mehreren Transportarten oder komplexen Distributionsnetzen können Logistikemissionen einen wichtigen Bestandteil der Scope-3-Betrachtung darstellen.

Ein Transportmanagement-System (TMS) ergänzt die Produktionssicht um reale Logistikdaten. Dazu gehören beispielsweise Transportstrecken, Sendungen, eingesetzte Carrier, Auslastung und Routen.

Damit können CO₂-Werte konkreten Lieferungen, Transportwegen oder Produkten zugeordnet werden. Die Nachhaltigkeitsbetrachtung reicht dadurch von der Produktion bis zur Auslieferung.

Fordert ein Kunde beispielsweise Informationen zum CO₂-Fußabdruck gelieferter Produkte, können Produktions- und Transportdaten gemeinsam betrachtet werden. Das ist deutlich belastbarer als eine Berechnung, die ausschließlich auf jährlichen Durchschnittswerten basiert.

Simulative Control Tower: Nachhaltigkeits-Trade-offs vor Entscheidungen bewerten

Daten zu sammeln ist der erste Schritt. Der größere operative Nutzen entsteht, wenn Planung, Produktion und Logistik gemeinsam bewertet werden können.

Der Simulative Control Tower verbindet Informationen aus diesen Bereichen und ermöglicht Was-wäre-wenn-Analysen.

Verlagert ein neuer Produktionsplan beispielsweise Mengen auf eine andere Linie, lässt sich bewerten, wie sich diese Entscheidung auf Energieverbrauch, Kapazität und Liefertermine auswirkt. Wird eine alternative Transportroute geprüft, können neben Kosten und Lieferzeit auch CO₂-Auswirkungen betrachtet werden.

Damit werden Nachhaltigkeitskennzahlen nicht erst nachträglich für einen Bericht berechnet. Sie können Teil der operativen Entscheidungsfindung werden.

Das ist besonders wichtig, wenn mehrere Ziele gleichzeitig berücksichtigt werden müssen. Eine Variante kann beispielsweise weniger Energie benötigen, aber zusätzliche Rüstvorgänge verursachen. Eine andere verbessert die Auslastung, verlängert jedoch einen Transportweg. Simulation schafft die Grundlage, solche Zielkonflikte transparent zu bewerten.

Nachhaltigkeitsmanagement durchgängig denken: von Planung bis Reporting

Der eigentliche Mehrwert entsteht nicht durch ein einzelnes Modul. Entscheidend ist die durchgängige Verbindung vom Produktionsplan über den Shopfloor und die Logistik bis zur Analyse.

Planung – Factory Scheduling
Energieorientierte Reihenfolgeplanung · Optimierung der Linienauslastung · Energiekosten · Szenario-Simulation

↓

Datenerfassung – MES + TMS
Strom · Gas · Druckluft · Wasser · Dampf · Temperatur · Maschinenzeiten · Qualität · Ausschuss · Transport-CO₂

↓

Reporting und KPI-Analyse – Control Tower + Analytics
Kennzahlen pro Einheit · ESRS-orientierte Aggregation · nachvollziehbare Datenbasis · KPIs für Management und Reporting

Diese Architektur unterscheidet sich grundlegend von einem Nachhaltigkeitsreporting, das erst nachträglich auf bestehende Produktionssysteme aufgesetzt wird.

Factory Scheduling berücksichtigt Entscheidungen mit Auswirkungen auf Energie und Ressourcen bereits in der Planung. Das MES erfasst die tatsächlichen Auswirkungen im Produktionsprozess. Das TMS ergänzt die Logistikdimension. Der Simulative Control Tower führt diese Informationen zusammen und macht unterschiedliche Szenarien vergleichbar.

Damit kann dieselbe Datenbasis zwei Anforderungen erfüllen: Operative Teams erhalten Informationen für ihre täglichen Entscheidungen. Gleichzeitig lassen sich die daraus entstehenden Kennzahlen für Nachhaltigkeitsmanagement, Kundenanforderungen und Reporting weiterverwenden.

Praktische Roadmap: Nachhaltigkeitsdaten schrittweise integrieren

Die meisten Hersteller starten nicht bei null. Häufig sind viele der benötigten Daten bereits vorhanden – sie werden nur noch nicht durchgängig miteinander verbunden.

1. Bestehende Datenlandschaft prüfen: Welche Nachhaltigkeitskennzahlen werden bereits erfasst? In welchem System liegen sie und auf welcher Ebene – Werk, Linie, Maschine, Auftrag oder Produkt?
2. Die wichtigsten Kennzahlen priorisieren: Beginnen Sie mit Kennzahlen, die für Ihr Unternehmen materiell relevant sind und gleichzeitig große Datenlücken aufweisen. Häufig sind Energieintensität und Ausschuss ein sinnvoller Ausgangspunkt.
3. Verbrauchsdaten mit dem MES verbinden: Strom, Gas, Druckluft, Wasser oder Dampf sollten möglichst dem tatsächlichen Produktionskontext zugeordnet werden können.
4. Energie als Planungsparameter berücksichtigen: Factory Scheduling kann schrittweise um Energieverbrauch, Startzeiten oder Energiekosten als zusätzliche Restriktionen und Zielgrößen ergänzt werden.
5. Transportdaten integrieren: Routen-, Carrier- und Sendungsdaten ergänzen die Produktionssicht und schaffen eine bessere Grundlage für die Bewertung transportbedingter Emissionen.
6. Planung, Produktion und Logistik zusammenführen: Mit einer übergreifenden Analyse- und Simulationsebene können operative Entscheidungen und ihre Nachhaltigkeitswirkungen gemeinsam betrachtet werden.
7. Berechnungslogik dokumentieren: Emissionsfaktoren, KPI-Definitionen und Aggregationsregeln sollten klar dokumentiert sein. So bleibt nachvollziehbar, wie aus Rohdaten eine berichtete Kennzahl entsteht.

Fazit

Nachhaltigkeitsmanagement in der diskreten Fertigung ist nicht nur eine Frage des Reportings. Entscheidend ist, operative Daten aus Planung, Produktion und Logistik miteinander zu verbinden.

Factory Scheduling beeinflusst bereits vor Produktionsbeginn, wie Ressourcen eingesetzt werden. Das MES erfasst Energieverbrauch, Maschinenzustände, Qualität und Ausschuss im tatsächlichen Produktionsprozess. Das TMS ergänzt die Transportperspektive. Der Simulative Control Tower verbindet diese Ebenen und macht Auswirkungen unterschiedlicher Entscheidungen vergleichbar.

So entsteht aus vorhandenen operativen Daten eine belastbare Grundlage für Nachhaltigkeitskennzahlen – nicht als paralleler Reportingprozess, sondern als Teil der täglichen Steuerung.

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