Faktoren wie Globalisierung, Liberalisierung und verbesserte Produktionsfaktoren fungieren in den letzten Jahrzehnten als Treiber für ein kontinuierliches Wachstum im kommerziellen Luftverkehr. Dementsprechend ist auch die Steuerung des operativen Betriebes der einzelnen Fluggesellschaften durch ihre Verkehrszentralen immer komplexer und aufwändiger geworden. Störereignisse und deren Auswirkungen treffen die im starken Wettbewerb stehenden Fluggesellschaften heute härter denn je zuvor, so dass ein dringender Bedarf zur besseren Unterstützung von Entscheidungen innerhalb der Verkehrszentrale zur Reduktion von zusätzlichen Kosten existiert. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit werden methodische Ansätze diskutiert, um die bisher überwiegend theoretisch existierenden und kaum genutzten Entscheidungsunterstützungssysteme zu praxistauglichen Systemen auszubauen. Insbesondere aus technologischer und funktionaler Sicht sind trotz der intensiven Forschung in den letzten 30 Jahren keine großen Veränderungen zu registrieren, da Annahmen über die unternehmerische Praxis regelmäßig zu sehr vereinfacht und zu wenig verallgemeinert werden. Durch die vorliegende Arbeit werden die Aufgaben, Organisationsgestaltung sowie Informationsund Kommunikationssysteme innerhalb der Verkehrszentrale systematisch dargestellt. Sowohl die Identifikation von Handlungsoptionen sowie den Rahmenbedingungen und dem Zusammenspiel einzelner Akteure sind von zentraler Bedeutung, um zu verstehen, wie Funktionsbereiche und Entscheider ihre täglichen Aufgaben erfüllen. Aufbauend auf diesen Erkenntnissen werden relevante Anwendungsfälle und Anforderungen abgeleitet. Gerade die Vielzahl möglicher Modelle und Algorithmen aus dem Bereich der mathematischen Optimierung, welche bereits durch die Forschungsarbeiten thematisiert worden sind, werden erneut durch diese Arbeit bewertet und weiterführend analysiert. Denn nur allgemeingültige und flexible Ansätze können dabei unterschiedlichen Fluggesellschaften mit möglichst geringen Anpassungen adressieren. Die Ergebnisse dieser Arbeit stützen sich zum großen Teil auf den Erkenntnissen, die im Rahmen eines vierjährigen Forschungsprojektes mit einem aus mehreren verschiedenen Fluggesellschaften bestehenden Konzern erarbeitet wurden. Im Rahmen der Kooperation ist als Ergebnis ein praxistaugliches Entscheidungsunterstützungssystem auf Basis dieser Arbeit entstanden, welches sich bereits parallel in zwei Verkehrszentralen des Forschungspartners im produktiven Betrieb befindet. Damit das Tool für weitere Fluggesellschaften innerhalb des Konzerns einfach ausgerollt werden kann, wurde die Optimierungslogik soweit wie möglich mittels eines Geschäftsregel- Managementsystems entkoppelt.