Die Modularisierung von Produktionssystemen hält seit mehr als zwei Dekaden Einzug in die Fertigungsindustrie, zusammen mit Konzepten zu schlanker und wandlungsfähiger Produktion. In der Chemieindustrie, die sich ähnlichen Herausforderungen stellt, bilden diese Konzepte jedoch weitgehend Neuland. Deshalb werden zunächst die bekannten modularen Fabrikkonzepte auf die Chemieindustrie übertragen. Hierdurch werden die Begriffe der mehrskaligen, parallelen und seriellen Modularität geprägt. Welche Vor- und Nachteile modularer Konzepte gegenüber denen konventioneller Anlagenkonzepte überwiegen und unter welchen Bedingungen sie wirtschaftlicher sind ist die Kernfrage dieser Arbeit.Deshalb werden Wirtschaftlichkeitsmodelle entwickelt, welche den Vergleich dieser Anlagenkonzepte in den unterschiedlichen Maßstäben ermöglichen. In Kapitalwertanalysen zeigt sich, dass modulare Anlagen einen früheren Break-Even-Punkt erreichen, im Kapitalwert aber irgendwann von konventionellen Anlagen durch Skaleneffekte überholt werden. Für schnell wachsende Produkte oder solche mit volatiler Nachfrage sind sie bei hinreichend kurzen Produktlebenszyklen und Standzeiten der Anlagen wirtschaftlicher, weil hier die Wandlungsfähigkeits- die Skaleneffekte dominieren. Speziell untersucht werden in dieser Abwägung die optimale Modulzahl und damit der optimale Kapazitätsquerschnitt der Module.Weil reine Kapitalwertanalysen die Entscheidungsflexibilität durch die hergestellte Wandlungsfähigkeit dieser Systeme bei unsicheren Randbedingungen aber nicht berücksichtigen, wird aufbauend auf die Kapitalwertanalyse ein Modell zur Realoptionsanalyse entwickelt. Wird damit diese Flexibilität quantifiziert, so kann sich die Vorteilhaftigkeit von konventionellen Anlagenkonzepten aus Kapitalwertanalysen zu Gunsten von modularen Anlagen umkehren. Höhere Unsicherheiten begünstigen dabei größere Modulzahlen, die für einen höheren Grad der Wandlungsfähigkeit sorgen. Werden zusätzlich Wettbewerbseffekte in das Modell implementiert, so lässt sich feststellen, dass das modulare Konzept umso vorteilhafter ist, je stärker die Wettbewerbsform ist.Die Modularisierung von Produktionssystemen in der Chemieindustrie hat nicht nur Auswirkungen auf die Ebenen der Apparate und Anlagen, sondern es ergeben sich als Folge der Modularisierung neue Möglichkeiten einer dezentraleren Anordnungsstruktur. Daher wird eine Planung und Bewertung der Anordnung von Modulen im Produktionsnetzwerk entwickelt. Werden die Module dezentraler und kundennah aufgestellt, so ergeben sich zusätzliche Effekte. Dazu gehören die Möglichkeit der Anwendung von später Variantenbildung, das Sinken der Reaktions- und Lieferzeiten und dadurch die Möglichkeit der Generierung von Mehrumsätzen. In einem Fallbeispiel stellt sich heraus, dass entweder die Logistikkosten mit zunehmendem Modularisierungs- und Dezentralisierungsgrad bei gleicher Lieferfrequenz sinken oder die Lieferfrequenz und damit der Servicegrad bei gleichen Logistikkosten steigen. Unter Einbezug negativer Skaleneffekte ergibt sich auch hier eine optimale Modulzahl und ein optimaler Dezentralisierungsgrad.Somit wird neben der Konzeption eines modularen Produktionssystems für die Chemieindustrie eine ganzheitliche Bewertungsmethode für Entscheidungen über die Modularisierung von Produktionssystemen in der Chemieindustrie geschaffen. Diese ermöglicht eine Aussage über die wirtschaftliche Vorteilhaftigkeit von modularen gegenüber konventionellen Produktionssystemen über alle Fabrikebenen und Skalen von den Apparaten über die Anlagen bis hin zur Logistik bereits in frühen Planungsphasen der Prozessentwicklung. Dabei werden alle Vor- und Nachteile der Modularisierung integriert und ein expliziter Wert der Entscheidungsflexibilität durch Wandlungsfähigkeit quantifiziert sowie Wettbewerbseffekte berücksichtigt. So wird es möglich, die Randbedingungen für die Auswahl von geeigneten Produkten und Prozessen zur Modularisierung zu untersuchen sowie die Anforderungen an die Apparateentwicklung und den Anlagenbau wie maximal erlaubte Vorlaufzeiten, Investitionskosten und Kapazitätsquerschnitte zu definieren.