Kohlenstofffasern sind aufgrund ihrer hohen massespezifischen mechanischen Belastbarkeit ein unverzichtbarer Werkstoff im Leichtbau. Diese werden mittels eines zeitaufwendigen, thermooxidativen Stabilisierungs- und eines inerten Carbonisierungsprozesses hergestellt. Bedingt durch die kommerziell dominierte Forschung basiert der Großteil der veröffentlichten Optimierungsansätze für diese Prozessschritte bis heute auf unvollständigen, empirischen oder nicht-parametrischen, datengetriebenen Modellen. In der vorliegenden Arbeit werden hybride semi-parametrische Ansätze unter Berücksichtigung der Eigenschaften des Precursorsystems und der Prozessparameter für die Modellierung des Stabilisierungsprozesses untersucht.