«PCF-Bilanzierung ist das strategische Steuerungswerkzeug für nachhaltige Produktentwicklung»

Als Global Product Manager Service Products initiierte Michael Schmid die Erstellung des ersten Product Carbon Footprints für eine Uhlmann‑Maschine und schuf damit eine wesentliche Basis für den heutigen Ausbau der systemgestützten PCF‑Berechnung. Er koordinierte den Aufbau effizienter Prozesse und Werkzeuge, um damit eine nachhaltig orientierte Produktentwicklung und effektive Dekarbonisierung des Produktportfolios zu ermöglichen.

Uhlmann hat 2023 begonnen, Product Carbon Footprints (PCF) für die hergestellten Maschinen zu berechnen. Was war der Anstoß dafür?

Grundsätzlich verfolgen wir das Thema Nachhaltigkeit bereits über Jahrzehnte durch maßgeschneiderte Upgrades und Modernisierungen für unsere Kunden. So verlängern wir die Lebensdauer der Verpackungsanlagen – und leisten damit einen konkreten Beitrag zur Schonung wertvoller Ressourcen. Der einzige Unterschied: Vor zehn Jahren wurde Modernisierung und Upgrade noch nicht unter dem Begriff Sustainability geführt – obwohl sie inhaltlich genau dieser Anforderung entsprechen.

Der Impuls zur PCF-Bilanzierung entstand 2022/23 einerseits aus den zunehmenden Markt- und Kundenanforderungen. Zum anderen aus dem klaren strategischen Bekenntnis von Uhlmann zur Nachhaltigkeit. Beide Faktoren – die Erwartungen unserer Kunden aus dem Pharmamarkt und unser eigener Anspruch als nachhaltig orientiertes Unternehmen – wirkten dabei gleichermaßen als Treiber.

Was haben Sie dann gemacht?

Wir haben klein angefangen – mit einem Proof of Concept, um erste Erkenntnisse zu gewinnen, wie sich so ein PCF für unsere Maschinenkomplexität realisieren lässt. Ich erhielt den Auftrag, gemeinsam mit einer studentischen Kollegin und einem Kollegen aus der technischen Entwicklung eine erste PCF-Bilanzierung aufzusetzen. Dafür haben wir uns im ersten Schritt auf eine Blistermaschine, unsere B 1440, fokussiert.

Eine meiner frühen Grundsatzentscheidungen war: Wir bilanzieren nicht pro Kilogramm der Maschine entlang der Werkstoffe, sondern bauteilbezogen entlang der Stückliste und aggregieren den PCF aus der Bauteilebene heraus.

Warum?

Zum einen ermöglichen wir durch die Mehrfachverwendung identischer Komponenten in unterschiedlichen Maschinen- und Anlagenkonfigurationen eine deutlich höhere Wiederverwendung im Portfolio. Dadurch steigt der bereits bilanzierte Komponentenanteil automatisch und unnötige Wiederholungen in der PCF-Bilanzierung werden vermieden.

Zum anderen war für mich früh klar: PCF-Bilanzierung darf kein reines Umweltinstrument bleiben, sondern muss zu einem strategischen Steuerungswerkzeug der Produktentwicklung ausgebaut werden. Genau deshalb setzen wir konsequent auf das Bauteil als zentrale Ebene.

Wir können damit dann in einem späteren Schritt sinnvolle Hotspot-Analysen durchführen, indem wir am Bauteil ansetzen und somit erkennen, welche davon die größten CO2-Treiber in unseren Maschinen sind.

Welche Herausforderungen sind bei der PCF-Bilanzierung aufgetaucht?

Im ersten Proof of Concept hatten wir es mit rund 6.000 unterschiedlichen Bauteilen zu tun. Für etwa 1.400 bis 1.600 davon war eine direkte Berechnung zunächst nicht möglich, da erforderliche Gewichts- oder Materialinformationen zu diesem Zeitpunkt nicht zentral und durchgängig verfügbar waren – oder schlicht fehlten, weil die Daten sehr alter Sachstämme über verschiedene Systeme verteilt waren.

Gleichzeitig zeigte sich, dass – mit Ausnahme weniger Vorreiter – ein Großteil der Zulieferbranche noch nicht auf die Anforderung vorbereitet war, den CO2-Footprint ihrer Eigenprodukte transparent auszuweisen. Genau hier lagen wesentliche Datenlücken entlang der Lieferkette. Ein typisches Beispiel ist ein Servomotor: Diesen produzieren wir selbstverständlich nicht selbst, entsprechend lagen uns zunächst keine detaillierten Materialdaten oder Werkstoffzusammensetzungen vor.

In dieser Phase standen uns zwei zentrale Hebel zur Verfügung: Zum einen die enge und äußerst engagierte Unterstützung unseres Einkaufs, zum anderen das gezielte Schließen verbleibender Datenlücken in enger Zusammenarbeit mit ECOSPEED.

Dabei konnten wir insbesondere auf die fachliche Unterstützung von Marc Wohler, unserem Ansprechpartner bei ECOSPEED, zählen. Er hat uns unter anderem durch ergänzende Bauteil-Recherchen sowie der strukturierten Dokumentation der zugrunde liegenden Quellen maßgeblich unterstützt.

Weiter mussten wir – ich denke es geht hier allen Unternehmen ähnlich – unsere eigenen Datenstämme aus verschiedensten Systemen konsolidieren, zusammenführen und im weiteren Prozessverlauf die Datenqualität kontinuierlich überprüfen. Ein konkretes Beispiel war eine Versorgungsleitung, bei der wir zunächst einen ungewöhnlich hohen PCF-Wert identifiziert haben. Im Einkauf war hierfür eine 3-adrige Kabelrolle mit einer Beschaffungseinheit von 15 Kilogramm hinterlegt – in der Maschine selbst wurden jedoch lediglich vier Meter verbaut. Diese Diskrepanz führte zu einer massiven Verzerrung in der PCF-Berechnung. Solche Datengaps mussten wir erst einmal bereinigen – auch dort, wo im System Längen angegeben waren, obwohl wir zur Berechnung das Gewicht brauchten.

Sie haben sich schon beim Proof of Concept für ECOSPEED als Partner entschieden. Warum?

Zunächst haben wir das PoC-Projekt offiziell ausgeschrieben. Dabei konnte ECOSPEED klar überzeugen, indem für uns als Einsteiger transparent und zielgerichtet aufgezeigt wurde, welche Leistungen im angebotenen Preispaket enthalten sind und wie uns ECOSPEED zur PCF-Bilanzierung befähigen wird.

Außerdem hat uns angesprochen, wie verständlich ECOSPEED das Thema vermittelt hat. PCF-Bilanzierung war damals absolutes Neuland für mich. Das ist ähnlich wie Rechtssprache – die muss einem erst einmal jemand übersetzen. Nach dem ersten Gespräch dachte ich: Okay, das wird für mich logisch. Das werden wir zusammen hinbekommen.

Wie lief die Zusammenarbeit ab?

Im ersten Proof of Concept haben wir die Daten in einer Excel-Tabelle an Marc Wohler von ECOSPEED übergeben. Er hat sie strukturiert, mit den Emissionswerten aus der ecoinvent-Datenbank angereichert, die Bilanzierung durchgeführt und die Ergebnisse an uns zurückgeliefert. Außerdem hat Marc Wohler uns geschult, um die Grundlagen der Bilanzierung mit der ECOSPEED Software zu verstehen und künftige Materialzuordnungen selbst durchführen zu können.

Wir haben aber schnell erkannt, dass wir nicht dauerhaft mit Excel-Tabellen arbeiten können. Ein Kundenauftrag besteht in der Regel aus zwei oder mehreren verketteten Maschinen: Dann sind wir bei weit über 14.000 unterschiedlichen Bauteilen oder bis zu 25.000 Einzelteile gemäß Stückliste der Gesamtanlage. Da wird der Aufwand über bereitgestellte Excel-Tabellen immens und nicht mehr überschaubar.

Getrieben durch die Komplexität unserer Anlagen haben wir im weiteren Schritt unsere Automatisierungsexperten aus der IT einbezogen und gemeinsam mit ECOSPEED den nächsten logischen Schritt besprochen: Wie können wir die Daten direkt aus SAP in die Bilanzierung bringen, ohne manuelle Zwischenschritte vollziehen zu müssen?

Was kam dabei heraus?

Das Ergebnis war eine elegante, mit ECOSPEED ausgearbeitete Lösung: Wir berechnen den PCF inzwischen direkt über unsere eigene IT-Infrastruktur. Das hat den Vorteil, dass alle Daten bei uns im Haus bleiben und unsere Mitarbeitenden Emissionsdaten in den eigenen, internen Tools nutzen können.

Die systemgestützte Verbindung zu ECOSPEED bleibt aber weiter bestehen. Denn wir beziehen über sie die aktuellen Emissionsfaktoren für die verschiedenen Werkstoffe, die zwischen EOCSPEED und Uhlmann kontinuierlich aktualisiert und auf dem neuesten wissenschaftlichen Stand gehalten werden. Heute können wir für jeden Kundenauftrag, je nach spezifischer Maschinen- und Anlagenkonfiguration, einen individuellen PCF berechnen.

Wie genau funktioniert das?

Unsere Systeme lösen aus dem Kundenauftrag automatisch die Stückliste auf. Dann verrechnen sie die einzelnen Bauteile in aggregierte Gesamtmengen. Daraus wird der PCF errechnet.

Wenn für einzelne Bauteile noch nicht alle erforderlichen Daten vorliegen, erzeugt das System zunächst ein Fehlerprotokoll. Dieses wird automatisch an den Einkauf übermittelt. Dort werden die offenen Punkte gebündelt – jeweils im Kontext des Lieferportfolios des entsprechenden Lieferanten – und die fehlenden Informationen gezielt angefordert.

Sobald die Daten vorliegen, werden sie in unseren ERP-Systemen ergänzt und die PCF-Bilanzierung erneut gestartet. Sind schließlich alle Bauteile vollständig abgedeckt, wird das PCF-Zertifikat erstellt. Das Dokument beginnt mit den Logos von Uhlmann und ECOSPEED. Dadurch zeigen wir: Das ist unsere gemeinsame PCF-Bilanzierung – mit dem Know-how von ECOSPEED und Uhlmann in der Verantwortung zur Bilanzierung.

Das PCF-Zertifikat kann bei uns im Rahmen eines individuellen Kundenauftrags zum FAT (Factory Acceptance Test) erstellt werden. In diesem Stadium ist die finale Endkonfiguration der Gesamtanlage bekannt, sodass eine präzise und auftragsbezogene PCF-Bilanzierung gewährleistet ist.

Wird das Fehlerprotokoll mit jeder Bilanzierung kürzer?

Ja. Beim zweiten Maschinentyp waren es nur noch 800 – weil viele Bauteile aus der ersten Bilanzierung übernommen werden konnten. Heute, bei der Bilanzierung eines Auftrags mit drei unterschiedlichen Blistermaschinen und drei individuellen Kartoniermaschinen unserer BEC-Produktreihe, sind wir bei rund 150 offenen Bauteilen angekommen. Je mehr man bilanziert, desto kleiner werden die Lücken auf Bauteilebene.

Die Automatisierung ist geschafft. Was sind die nächsten Schritte?

Als erstes werden wir den Prozess unserer Bilanzierung so beschreiben, dass wir ihn extern zertifizieren lassen können.

Der nächste logische Schritt wird die frühe PCF-basierte Bewertung von Baugruppen und Bauteilen sein. Wir wollen wissen, welche Bauteile in unseren Maschinen am meisten CO2 verursachen. Dafür müssen wir die PCFs rückwärts analysieren und die Werkstoffe gemeinsam mit ECOSPEED und unserem Einkauf bezüglich Alternativen bewerten: Wo könnte man mit CO2-reduzierten Werkstoffen arbeiten? Das Ergebnis werden wir an unsere Entwicklung adressieren und hieraus Projekte zur Dekarbonisierung unseres Produktportfolio anstoßen.

Außerdem steht die Erweiterung von Cradle-to-Gate auf Cradle-to-Grave an, welche wir voraussichtlich zeitgleich mit unseren Projekten zur Dekarbonisierung angehen werden. Denn wenn wir Maßnahmen zur Reduzierung des CO2-Footprint einleiten, dann steht selbstverständlich auch der Lebenszyklus und der Energiebedarf der Gesamtanlage zum Betreiben der Komponenten mit im Mittelpunkt. Das bedeutet, wir werden auch die Nutzungsphase und die Entsorgung in die Bilanzierung unserer PCFs mit einbeziehen.