Netto- vs. Bruttogewicht in einer BOM: Warum Ausschuss Ihren PCF verändert

Ein Teil, das auf der Zeichnung 1 kg wiegt, kann mehr als 1 kg Material zur Herstellung erfordern. Ein Teil dieses Materials kann abgeschnitten, während der Bearbeitung entfernt oder in der Produktion ausgeschleust werden. Auch wenn es nicht im fertigen Teil verbleibt, kann das zur Herstellung eingesetzte Material zum Product Carbon Footprint beitragen.

Hier kommt Netto- vs. Bruttogewicht in einer BOM ins Spiel. Das Nettogewicht ist die Materialmenge im fertigen Teil. Das Bruttogewicht, auch Bruttomaterialeinsatz genannt, ist das gesamte in die Produktion eingebrachte Material einschließlich später als Ausschuss verlorenem Material. Der Unterschied kann aus Ausschuss, Ausbeuteverlusten und anderen Materialverlusten in der Fertigung kommen. Wenn eine PCF-Berechnung nur das Nettogewicht des fertigen Teils verwendet, können Emissionen aus während der Produktion verbrauchtem Material fehlen.

Dieser Blog erklärt den Unterschied zwischen Netto- und Bruttogewicht, zeigt, wie Ausschuss PCF-Berechnungen beeinflussen kann, führt ein einfaches Beispiel durch und erläutert die Daten, die nötig sind, um Materialverluste korrekt zu berücksichtigen.

Das Nettogewicht ist die Masse eines Bauteils oder Materials, die im fertigen Produkt verbleibt. Das Bruttogewicht, auch Bruttomaterialeinsatz genannt, ist die Gesamtmenge an Material, die erforderlich oder verbraucht wird, um das Teil herzustellen, einschließlich Material, das später als Ausschuss, Beschnitt oder Ausschussteile verloren geht.

Die Beziehung lässt sich einfach ausdrücken, wenn Ausschuss der einzige betrachtete Produktionsverlust ist:

Bruttogewicht = Nettogewicht + Ausschuss

Wenn beispielsweise ein fertiges Bauteil 1 kg wiegt und während der Produktion 0,5 kg Material als Ausschuss anfallen, beträgt das Bruttogewicht 1,5 kg.

So lassen sie sich vergleichen:

Keine der beiden Größen ist von sich aus richtig oder falsch. Sie beschreiben unterschiedliche Mengen. Das Nettogewicht zeigt, wie viel Material im fertigen Bauteil verbleibt, während das Bruttogewicht zeigt, wie viel Material zu seiner Herstellung erforderlich oder verbraucht wurde.

Für PCF-Berechnungen hängt die relevante Menge von der definierten Systemgrenze, dem Fertigungsprozess, den verfügbaren Daten und der gewählten Methodik ab. Nur das Nettogewicht zu verwenden kann Materialverluste ausschließen, die für das Produktsystem relevant sind, während die Nutzung des Bruttogewichts eine konsistente Behandlung von Ausschuss und anderen Produktionsverlusten erfordert.

Eine Engineering-BOM beschreibt das Produkt wie konstruiert. Sie listet typischerweise die Teile, Mengen, Materialien und Spezifikationen, die zur Definition des fertigen Produkts nötig sind. Das Gewicht eines Teils stellt in der Regel die Masse des fertigen Bauteils dar und nicht das gesamte Material, das in der Fertigung verbraucht werden kann.

Ein PCF hat einen anderen Zweck. Er quantifiziert die Treibhausgasemissionen, die mit einem Produkt innerhalb einer definierten Systemgrenze verbunden sind. Dazu können Emissionen aus Rohstoffen, Fertigungsprozessen, Transport und anderen Lebenszyklusphasen gehören, abhängig vom Umfang der Bewertung. Der GHG Protocol Product Life Cycle Accounting and Reporting Standard und ISO 14067 bieten Rahmen für die Definition und Quantifizierung dieser Emissionen.

Das bedeutet, dass die in einem PCF verwendete Materialmenge vom in einer Engineering-BOM gezeigten Nettogewicht abweichen kann. Wenn die Fertigung zusätzliches Material erfordert, das später als Ausschuss entfernt oder während der Bearbeitung verloren geht, muss dieser Materialeinsatz je nach definierter Systemgrenze und Bilanzierungsmethodik möglicherweise in das Produktinventar aufgenommen werden.

Beispielsweise kann ein Lieferant mit 1,5 kg Metall beginnen, um ein fertiges Bauteil von 1 kg herzustellen. Die Engineering-BOM kann das fertige Bauteil mit 1 kg ausweisen, während Fertigungs- oder Produktionsunterlagen 1,5 kg Materialeinsatz zeigen können. Die zusätzlichen 0,5 kg stellen Material dar, das nicht im fertigen Bauteil verbleibt und gemäß der gewählten Methodik in der PCF-Berechnung zu berücksichtigen ist.

Für die PCF-Datenerfassung können eine Engineering-BOM und Fertigungs- oder Prozessdaten daher unterschiedliche Zwecke erfüllen. Die Engineering-BOM kann Zusammensetzung, Mengen und Nettomasse des fertigen Produkts liefern, während Fertigungsunterlagen, Prozessdaten, Einkaufsunterlagen oder Lieferantendaten Informationen zu Materialeinsätzen, Ausbeuten und Produktionsverlusten liefern können.

Keine Quelle sollte die andere automatisch ersetzen. Die geeigneten Daten hängen vom Fertigungsprozess, der Systemgrenze, der Berechnungsmethode und dem verfügbaren Datenniveau ab.

Ausschuss kann in verschiedenen Fertigungsstufen entstehen; Menge und Art des Verlusts hängen vom Produktionsprozess ab. Häufige Quellen sind:

Ein Teil des Produktionsausschusses kann im selben Prozess wiederverwendet, recycelt, zur Verwertung verkauft oder entsorgt werden. Die angemessene Behandlung in einem PCF hängt von der definierten Systemgrenze und der gewählten Bilanzierungsmethodik ab. Die Art, wie Ausschuss und Recycling behandelt werden, kann daher das berechnete PCF-Ergebnis beeinflussen.

Ausschuss kann einen PCF auf mehrere Arten beeinflussen, abhängig vom Fertigungsprozess, der Systemgrenze und der verwendeten Bilanzierungsmethodik.

Wenn mehr Material erforderlich ist, um ein fertiges Bauteil herzustellen, müssen die Emissionen dieses zusätzlichen Materialeinsatzes möglicherweise in das Produktinventar aufgenommen werden. Nur das Nettogewicht des fertigen Bauteils zu verwenden kann daher Emissionen ausschließen, die mit Material verbunden sind, das verbraucht und anschließend zu Ausschuss wurde.

Material, das zu Ausschuss wird, kann dennoch Fertigungsprozesse durchlaufen haben, bevor es entfernt oder ausgeschleust wurde. Die Energie und anderen Prozesseinsätze dieser Aktivitäten können zum Produktfußabdruck beitragen, wenn sie in das definierte Produktsystem fallen.

Beispielsweise kann Material, das erhitzt, zerspant, geformt oder anderweitig bearbeitet wird, bevor es verworfen wird, Prozessemissionen haben, auch wenn es nicht im fertigen Produkt verbleibt.

Was mit Produktionsausschuss geschieht, kann die Berechnung ebenfalls beeinflussen. Ausschuss kann im Prozess wiederverwendet, recycelt, zur Verwertung gesendet oder entsorgt werden. Die angemessene Behandlung hängt von der Systemgrenze und der gewählten Bilanzierungsmethodik ab, einschließlich der Handhabung von Recycling und Allokation.

Der entscheidende Punkt ist, dass die Ausschussquote ein wichtiger Input für eine PCF-Berechnung sein kann. Sie hilft zu zeigen, wie viel Material zur Herstellung des fertigen Produkts erforderlich ist, und liefert Informationen, mit denen Produktionsverluste konsistent berücksichtigt werden können.

Die folgenden Zahlen sind nur illustrativ. Es sind keine realen Emissionsfaktoren oder Branchenbenchmarks. Sie dienen nur dazu zu zeigen, wie Materialeinsatz eine PCF-Berechnung beeinflussen kann.

Angenommen, eine zerspante Metallhalterung hat diese Eigenschaften:

In dieser vereinfachten Berechnung führt nur das Nettogewicht des fertigen Teils zu 1,0 kg CO2e weniger materialbezogenen Emissionen als das Bruttogewicht von 1,5 kg. Der Unterschied kommt von den 0,5 kg Materialverlust beim Zerspanen.

Dasselbe Prinzip kann über eine BOM mit Hunderten von Komponenten gelten. Unterschiede bei Materialeinsatz, Ausbeute und Produktionsverlusten können das Gesamtergebnis des PCF beeinflussen, wenn diese Inputs für die definierte Systemgrenze und Bilanzierungsmethodik relevant sind.

Diese Berechnung schließt Prozessenergie, Transport sowie Behandlung oder Verwertung von Produktionsausschuss aus, um sie einfach zu halten. Ein vollständiger PCF würde die relevanten Lebenszyklusphasen und Flüsse gemäß dem gewählten Umfang und der Methodik berücksichtigen.

Ausschussquote und Ausbeute beschreiben verwandte, aber unterschiedliche Maße des Materialeinsatzes. Die Berechnung hängt von der Basis des Prozentsatzes ab, daher sollte diese Basis immer klar angegeben werden.

Die Ausbeute ist der Anteil des Materialeinsatzes, der zum fertigen Produkt wird.

Die auf dem Bruttogewicht basierende Ausschussquote ist der Anteil des Materialeinsatzes, der zu Ausschuss wird.

Mit der Halterung oben:

Eine Ausschussquote von 33,3 % bezogen auf das Bruttogewicht bedeutet nicht, dass das Bruttogewicht 33,3 % höher ist als das Nettogewicht.

Wenn ein Lieferant eine Ausschussquote von 33,3 % bezogen auf das Bruttogewicht meldet, ergibt sich das entsprechende Bruttogewicht so:

Bruttogewicht = Nettogewicht ÷ (1 − Ausschussquote)

Für ein fertiges Teil von 1,0 kg:

1,0 ÷ (1 − 0,333) ≈ 1,5 kg

Ein Ausschussprozentsatz sollte daher immer zusammen mit seiner Berechnungsbasis erfasst werden, bevor er in einer PCF-Berechnung verwendet wird.

Sobald Materialverluste identifiziert sind, muss die Berechnung auch berücksichtigen, was mit dem Ausschuss geschieht. Produktionsausschuss kann im Prozess wiederverwendet, recycelt, verwertet oder entsorgt werden. Die angemessene Behandlung hängt von der definierten Systemgrenze und der angewendeten Bilanzierungsmethodik ab.

Recycling erfordert besondere Aufmerksamkeit, weil unterschiedliche Ansätze Umweltlasten und -nutzen des Recyclings unterschiedlich zuordnen können. Der gewählte Ansatz sollte dokumentiert und konsistent angewendet werden.

Auch der Rezyklatanteil in zugekauftem Material muss berücksichtigt werden. Der Emissionsfaktor sollte zum Material und zur verwendeten Datenquelle passen. Ein Material mit Rezyklatanteil sollte nicht automatisch mit demselben Faktor wie Primärmaterial dargestellt werden.

Klare Grenzen und konsistente Bilanzierung helfen, Doppelzählung zu vermeiden. Derselbe Materialfluss sollte nicht zweimal gezählt werden oder eine überlappende Behandlung über Materialeinsatz und Ausschussbilanzierung erhalten.

Einige Datenprobleme können zu ungenauen PCF-Berechnungen führen:

Ein praktischer PCF-Workflow kann mit der BOM beginnen und dann die Fertigungsinformationen ergänzen, die nötig sind, um den Materialeinsatz korrekt abzubilden.

Das Nettogewicht zeigt, wie viel Material im fertigen Produkt verbleibt. Daten zu Materialeinsatz und Produktionsverlusten zeigen, wie viel Material in der Fertigung erforderlich oder verbraucht wurde.

Für einen belastbaren PCF unterscheiden Sie diese Mengen, erfassen Ausschuss mit klar definierter Basis und dokumentieren, wie relevante Produktionsverluste behandelt werden. Der richtige Ansatz hängt vom definierten Produktsystem, der Systemgrenze, den verfügbaren Daten und der Bilanzierungsmethodik ab.

Wenn Ihre BOM derzeit nur Nettogewichte enthält, ist das ein nützlicher Ausgangspunkt. Das Hinzufügen von Materialeinsatz-, Ausbeute- oder Ausschussdaten wo relevant kann eine stärkere Grundlage für PCF-Berechnungen schaffen und Ergebnisse leichter prüf- und aktualisierbar machen.