Eine der großen Herausforderungen für die europäische Industrie ist die Erhöhung der Ressourceneffizienz ihrer Produktionsstätten, um wettbewerbsfähig zu bleiben. Besonders für Unternehmen der Prozess- und Grundstoffindustrie ist die Effizienzsteigerung zwingend erforderlich, um den Trends der unternehmerischen Umwelt entgegenzuwirken. Der Einsatz von klassischen Methoden des Produktionsmanagements zur Produktionsoptimierung und Effizienzsteigerung stoßen in diesen speziellen Produktionssystemen an ihre Grenzen. In der vorliegenden Arbeit wird basierend auf der Theorie der Produktionsfaktoren und der Verlustbetrachtung aus der Lean Philosophie ein Wandlungsmodell entwickelt, das die systemische Ressourceneffizienzerhöhung in komplexen Produktionssystemen ermöglicht. Zur Unterstützung des Wandlungsprozesses sind Instrumente entworfen worden, die eine ganzheitliche Verlustidentifikation und Reduktion ermöglichen. Um die Einsatzmöglichkeit der Vorgehensweise in der Praxis sicherzustellen, sind mithilfe einer Studie die Strukturen der Produktionssysteme der Prozess- und Grundstoffindustrie sowie die darauf einwirkenden internen und externen Einflussfaktoren erhoben worden. Ein entwickeltes IT-Analysetool unterstützt die Vorgehensweise zur Erhöhung der Ressourceneffizienz von komplexen Produktionssystemen in der Prozess- und Grundstoffindustrie. Das IT-Tool wird in einem Unternehmen der Nichteisenmetallindustrie eingesetzt und unterstützt die am Wertschöpfungsprozess beteiligten Personen bei der Verlustreduktion und Optimierung des Produktionssystems.