Optimizar y predecir el consumo de energía en la fabricación industrial puede aumentar su eficiencia de costos. Es necesaria la interacción de diferentes aspectos y componentes. Actualmente, aún falta un marco general, y establecer uno es el enfoque central de investigación en este documento. Este trabajo proporciona una visión general de las demandas actuales de la industria manufacturera desde la perspectiva de la digitalización y la sostenibilidad. Sobre la base de los fundamentos y parámetros desarrollados, se propone un marco superior que permite la modelización y simulación de propiedades específicas de energía en varios niveles de producto y proceso. Una descripción detallada de los métodos individuales concluye este trabajo y demuestra su potencial de aplicación en un contexto industrial. Como resultado, este marco conceptual integrado ofrece la posibilidad de optimizar el sistema de producción, en relación con diferentes criterios de flexibilidad energética.