Die Gestaltung von Produkten und Prozessen beeinflusst deren Kosten und den Kundennutzen. Die Herausforderung der mathematischen Modellierung liegt in dem häufig sehr komplexen Zusammenhang zwischen Gestaltungsparameter und Zielgrößen.

Die Bestimmung optimaler Gestaltungsparameter für einen Prozess bzw. ein Produkt erfordert die enge Verzahnung von Optimierung und Simulation. Eine weitere Herausforderung liegt in der Gestaltung eines entscheidungsunterstützenden Systems zur Ermittlung eines Kompromisses zwischen Qualitäts- und Kostenmaßen.