Nach seinem Studium des Maschinenbaus an der RWTH Aachen und der Promotion in Betriebswirtschaft an der TU München begann Nilles seine berufliche Laufbahn im Werkzeugmaschinenbau bei ThyssenKrupp, wo er Einkauf, Logistik und Produktion für insgesamt elf Werke weltweit verantwortete. Es folgten leitende Positionen als Werksleiter bei Bosch Rexroth sowie eine zehnjährige Tätigkeit als CEO der Kleemann GmbH, in der er die internationale Ausrichtung des Herstellers von Brech- und Siebanlagen maßgeblich vorantrieb.
Umfangreiche Erfahrungen in der Kunststoffverarbeitung erwarb Dr. Nilles bei der KraussMaffei Kunststofftechnik, wo er zuletzt als Executive Vice President New Machines sowie Mitglied des erweiterten Vorstands das globale Neumaschinengeschäft verantwortete. Vor seinem Wechsel zu ARBURG war er CEO der Humbaur GmbH, Europas größtem Hersteller von Pkw-Anhängern.