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Durch die steigende Wettbewerbsintensität sowie die zunehmende Bedeutung der ökologischen und ökonomischen Nachhaltigkeit ist es für Unternehmen des Maschinen- und Anlagenbaus entscheidend, die Effektivität und Effizienz ihrer Forschungs- und Entwicklungsaktivitäten zu steigern. Insbesondere im Innovationsmanagement gilt es, identifizierte Kundenbedürfnisse schnell und aufwandsarm in erfolgreiche Innovationen zu überführen. Dabei neigen die Unternehmen während der Entwicklung aufgrund mangelnder Kenntnis über tatsächliche Kundenbedürfnisse in der Nutzungsphase oft zu einem Over-Engineering von Produktfunktionen und deren Ausprägungen. Obwohl die Transformation von mechatronischen zu cyber-physischen Maschinen und Anlagen vermehrt einen Zugriff auf Informationen aus der Produktnutzungsphase ermöglicht, findet eine Ermittlung nutzenstiftender Innovationspotenziale basierend auf Erkenntnissen über die Produktnutzung häufig noch nicht statt. Eine fehlende Fokussierung der Entwicklungsaktivitäten resultiert dann in einer erheblichen Verschwendung materieller, zeitlicher und personeller Ressourcen. Das Ziel dieser Dissertation besteht daher in der Entwicklung einer Methodik, welche die effektive und effiziente Identifizierung und Bearbeitung von Innovationspotenzialen durch die Analyse von Produktnutzungsinformationen unterstützt. Die Methodik besteht aus vier Teilmodellen. Zunächst gilt es im ersten Teilmodell, die zu analysierende Produktnutzung strukturiert abzugrenzen und zu modellieren. Hierauf aufbauend dient das zweite Teilmodell dazu, den Informationsbedarf zur Beschreibung der Produktnutzung basierend auf den Möglichkeiten der Einflussnahme durch den Nutzer gezielt zu ermitteln. Im dritten Teilmodell werden die in der Entwicklung getroffenen Annahmen zur Produktnutzung als Nutzungshypothese formuliert und anhand aufgenommener Produktnutzungsinformationen überprüft. Ermittelte Abweichungen zwischen angenommener und realer Produktnutzung dienen im vierten Teilmodell zur Identifizierung von Innovationspotenzialen und zur Ableitung von Bearbeitungsempfehlungen für die Entwicklung.