Unternehmen aus Hochlohnländern sehen sich einem zunehmenden internationalen Verdrängungswettbewerb mit Anbietern aus Osteuropa und Asien ausgesetzt. Um in diesem Wettbewerb zu bestehen, müssen individuell auf den Kunden zugeschnittene Produkte in kurzer Zeit und mit marktfähigen Preisen angeboten werden können. Für die Erfüllung dieser Anforderungen ist eine integrierte Betrachtung der Phasen und Prozesse entlang der Wertschöpfungskette unerlässlich. Der Werkzeugbau als Bindeglied zwischen Produktentwicklung und Serienfertigung stellt hierbei einen wichtigen Stellhebel dar, da er neben der Produktqualität insbesondere die Produktentstehungskosten sowie die Time-to-Market wesentlich beeinflusst. Zwar wird die Notwendigkeit der Integration des Werkzeugbaus in die vorgelagerten Kundenprozesse zunehmend erkannt, allerdings existiert kein systematischer Ansatz, mithilfe dessen die Wechselwirkungen zwischen Produkt und Werkzeug abgebildet und rechtzeitig Freiheitsgrade zur werkzeuggerechten Produktoptimierung identifiziert werden können.

Diesen Handlungsbedarf aufgreifend wird in der vorliegenden Arbeit eine Methodik zur integrierten Produkt- und Werkzeugentwicklung entwickelt, die bei der Reduzierung der durch die Beschaffenheit des Produkts verursachten Werkzeugkosten sowie der durch die Werkzeugentstehungszeit beeinflussten Time-to-Market unterstützt. Im Rahmen der Methodik werden im ersten Schritt die Wechselwirkungen zwischen Produkt und Werkzeug formalisiert dargestellt. Mithilfe der Transparenz über diese Wechselwirkungen ist es möglich, die Treiber der Werkzeugkosten sowie der Werkzeugentstehungszeit zu identifizieren und Stellhebel für eine werkzeuggerechte Optimierung des Produkts abzuleiten. Da Produkte zahlreichen weiteren Restriktionen unterliegen, findet im nächsten Schritt eine Identifikation der Freiheitsgrade für eine werkzeuggerechte Optimierung statt. Freiheitsgrade bilden ein zentrales Element der vorliegenden Arbeit. Sie beschreiben das Ausmaß der möglichen Variation eines Produktmerkmals in seinen Ausprägungen unter Berücksichtigung der weiteren Restriktionen. Sind die Freiheitsgrade im Produkt identifiziert, findet im letzten Schritt ein Optimierungsverfahren statt, mithilfe dessen die Werkzeugkosten sowie die Werkzeugentstehungszeit reduziert werden. Grundlegende Voraussetzung bei der Gestaltung der Methodik bildet die Sicherstellung der Praxistauglichkeit, welche abschließend anhand von zwei Fallbeispielen in ausgewählten Unternehmen gezeigt wird.