Mit dem steigenden Kostendruck auf produzierende Unternehmen, ihre Produkte und Prozesse leistungsfähiger zu gestalten, sind Entwicklungs-, Produktions- und Prozessingenieure gefordert, dies mit immer effizienteren Mitteln umzusetzen. Dafür werden Methoden benötigt, welche unter minimalem Ressourceneinsatz zielgerichtete Analysen von technischen Systemen ermöglichen. Den Gedanken, zufällige Schwankungen eines messbaren Qualitätsmerkmals von systematischen Schwankungen zu trennen, verfolgt die statistische Versuchsplanung. Das Ziel dieser Masterarbeit ist es, einen Überblick über die einzelnen Methoden der statistischen Versuchsplanung mit Hinblick auf deren Einsatzmöglichkeiten zu geben sowie diese im Zuge eines realen industriellen Projektes sinnvoll auszuwählen und mit Hilfe einer auf das Optimierungsproblem angepassten Strategie zu kombinieren. In den theoretischen Grundlagen der Arbeit werden die Methoden der statistischen Versuchsplanung in Gruppen, welche durch unterschiedliche Zielsetzungen repräsentiert werden, eingeteilt, beschrieben und im Hinblick auf deren Anwendbarkeit bewertet. Aufbauend darauf erfolgt im praktischen Teil der Arbeit die Beschreibung des zu untersuchenden Systems, konkret der Aktivierung von Kunststoffaußenhautbauteilen der BMW Group durch Beflammung als Vorbereitung des Lackierprozesses. Zusammen mit den Rahmenbedingungen der Experimente wird eine Versuchsmethode für den Einsatz ausgewählt sowie eine konkrete Versuchsstrategie abgeleitet. Wie auch in dieser Arbeit anhand des Optimierungssystems beschrieben, ist es in vielen Anwendungsfällen die zugrundeliegende Versuchsstrategie, welche den Unterschied zwischen Erfolg und Misserfolg ausmacht. Als maßgeblicher Einfluss auf die Entwicklung des methodischen Vorgehens sind die Rahmenbedingungen der Versuchsmöglichkeiten zu nennen. Mit den Erkenntnissen aus den Experimenten werden in einem zusammenfassenden Teil Handlungsempfehlungen für Folgeprojekte sowie für die Überführung der Erkenntnisse in den realen Prozess dargelegt. Wie die Arbeit mit den erhobenen Daten zeigt, werden viele komplexe industrielle Prozesse nicht vollständig verstanden, was vor allem deren Optimierung erschwert. Ein Indiz hierfür ist zum Beispiel die Standardeinstellung eines Prozesses, welche auch in dem betrachteten Fall weit entfernt der eigentlichen Leistungsfähigkeit liegt. Zusammenfassend können am Beispiel dieser Arbeit die überwiegenden Vorteile einer methodischen Systemanalyse unterstrichen werden, selbst innerhalb komplexer industrieller Prozesse, wie es die Aktivierung von Kunststoffaußenhautbauteilen darstellt.