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Die produzierende Industrie in Deutschland trägt einen signifikanten Teil zur Bruttowertschöpfung des Landes bei. Einer der wesentlichen Befähiger für diese Wirtschaftsleistung ist die Branche Werkzeugbau. Die von den Unternehmen dieser Branche hergestellten hochqualitativen und termintreuen Werkzeuge ermöglichen eine kurze Time-to-market und eine effiziente Serienproduktion. Während für deutsche Werkzeugbaubetriebe eine Kostenführerschaft im internationalen Wettbewerb schon lange nicht mehr möglich war, wird durch die kontinuierliche Weiterentwicklung der Werkzeugbaubranchen in Niedriglohnländern auch eine Differenzierung über die Qualität und Durchlaufzeit der Werkzeuge immer herausfordernder.Industrie 4.0 bietet den Unternehmen der Branche Werkzeugbau eine Vielzahl an Potenzialen zur Begegnung dieser Herausforderungen und zur langfristigen Sicherung der Wettbewerbsposition. Obwohl mögliche Anwendungsfälle vielfältig beschrieben und realisierbare Potenziale bekannt sind, kann in der Praxis keine signifikante Leistungssteigerung festgestellt werden, die auf eine breite, erfolgreiche Implementierung von Industrie 4.0 zurückzuführen wäre. Diese Arbeit postuliert, dass die Ursache für die ausbleibende Optimierung das Fehlen einer anforderungsgerechten Datenbasis ist. Der digitale Schatten stellt eine ebensolche Datenbasis bereit und bildet folglich die Grundlage für eine erfolgreiche Realisierung der prognostizierten Potenziale.Im Rahmen dieser wissenschaftlichen Arbeit wurde eine Methodik zur Operationalisierung digitaler Schatten im Werkzeugbau entwickelt. Diese beschreibt, für beliebige Anwendungsfälle, das Vorgehen zur Erzeugung eines digitalen Schattens als anforderungsgerechte Datenbasis zur Realisierung des Nutzenversprechens des Anwendungsfalls. Dabei werden insbesondere die Potenziale multimodaler Datenaufnahme und -fusion genutzt, um die erforderliche Datenqualität effizient realisieren zu können. Die Methodik unterteilt sich in die drei übergeordneten Phasen der Erstellung eines anwendungsfallspezifischen Datenmodells, der Konzeptionierung einer multimodalen Datenaufnahme sowie der Umsetzung der multimodalen Datenfusion. Neben der wissenschaftlichen Herleitung und Erarbeitung der Methodik wurde diese in der Praxis angewendet und validiert. Es liegt nun an den Werkzeugbaubetrieben die Ergebnisse dieser Arbeit zu nutzen, um die Potenziale von Industrie 4.0 für sich erfolgreich nutzen zu können.
