Für Verbraucher, Unternehmen und politische Entscheidungsträger gewinnt das Thema Ressourceneffizienz zunehmend an Bedeutung. Dies hat unterschiedliche Gründe: Die unklare Versorgungssicherheit mit Rohstoffen führt zu höheren Materialpreisen. Neue Vorgaben für die Produktion, bspw. im Kontext der UN-Nachhaltigkeitsziele, sowie Erwartungsdruck seitens der Verbraucher erfordern die nachhaltigere Produktion von Gütern. Damit wird Nachhaltigkeit nicht nur zu einer notwendigen Voraussetzung für Unternehmen, sondern zu einem zentralen Wettbewerbsfaktor. Die damit verbundenen Konzepte und Ansätze wirken langfristig nur, wenn sie sich am Markt durchsetzen können, und werden erst damit zu „echten“ Innovationen [1]. Dafür bedarf es geeigneter Geschäftsmodelle, die für die Beteiligten vorteilhaft sind und sie zur Umsetzung und Nutzung motivieren.

ZusammenfassungDie digitale Transformation von Geschäftsmodellen entlang visionärer Anwendungsszenarien, wie der Industrie 4.0 und Smart Services, erlauben Branchen wie dem Maschinen- und Anlagenbau das Heben neuer Wertschöpfungspotenziale. Dabei bildet die Evolution von physischen Produkten, ausgehend von rein mechanischen, über mechatronischen, bis hin zu cyber-physischen Gütern eine wesentliche funktionale Grundlage. Um die vielfach aufgegriffene Vision einer kundenindividuellen Lösungsorientierung umsetzen zu können, werden so Smarte Produkte erforderlich, die durch eine hohe technische Komplexität gekennzeichnet sind und die zur Leistungserbringung erforderliche Flexibilität insbesondere auf digitaler, informationstechnischer Ebene abbilden. Während die formulierten Differenzierungspotenziale auf den ersten Blick einleuchten, bleibt bislang die Frage unbeantwortet, an welchen Stellen die "digitale Flexibilität" von Smarten Produkten auch auf physischer Ebene in die Anpassung der Produktkonstruktion eingehen muss und mit welchen Seiteneffekten dabei zu rechnen ist. So erfolgt bspw. die Anpassung der Leistungsfähigkeit einer Mietmaschine entlang eines flexiblen Tarifmodells nicht nur auf rein informationeller Ebene, sondern muss bis in die konfigurationsunab-hängige Auslegung des zugrunde liegenden Produkts reichen. Im Ergebnis schlägt sich das gehobene Wertschöpfungspotenzial in steigenden Produktionskosten und einer erhöhten Komplexität nieder, die die flächendeckende Anwendung in Frage stellt. Der Beitrag adressiert die physischen Erfordernisse, die dem digitalen Potenzial von Smarten Produkten gegenüberstehen. Hierzu werden anhand eines Fallbeispiels die Potenziale derartiger Produkte und daraus entstehender Leistungssysteme aus informationstechnischer Sicht beschrieben und deren Auswirkungen auf die zugrunde liegende Konstruktion aus ingenieurwissenschaftlicher Sicht analysiert. Im Ergebnis stellt der Beitrag praxisbezogene Handlungsstrategien zu Entwicklung und Einsatz von smarten Produkten vor und erklärt, wie und in welchen Fällen die erfolgreiche Hebung von Wertschöpfungspotenzialen gelingen kann.

Die weltweite Produktion von Gütern ist eng getaktet, sodass mit Maschinenstillständen die Gefahr von Rückstau in Produktionsprozessen einhergeht. Mit After-Sales-Services streben Unternehmen die Vermeidung dieser Stillstände an. Dabei erfordert die räumliche Distanz zwischen Hersteller und Kunde insbesondere im exportstarken Maschinen- und Anlagenbau eine Anpassung dieser Services, um zeitnah auf Stillstände reagieren zu können. Eine der Stellschrauben im After-Sales-Geschäft ist die Ersatzteilversorgung, da mit beschädigten Komponenten bei Stillständen Folgekosten einhergehen und Kunden der Ersatzteilversorgung eine hohe Bedeutung beimessen.

Die digitale Transformation von Geschäftsmodellen entlang visionärer Anwendungsszenarien, wie der Industrie 4.0 und Smart Services, erlauben Branchen wie dem Maschinen- und Anlagenbau das Heben neuer Wertschöpfungspotenziale. Dabei bildet die Evolution von physischen Produkten, ausgehend von rein mechanischen, über mechatronischen, bis hin zu cyber-physischen Gütern eine wesentliche funktionale Grundlage. Um die vielfach aufgegriffene Vision einer kundenindividuellen Lösungsorientierung umsetzen zu können, werden so Smarte Produkte erforderlich, die durch eine hohe technische Komplexität gekennzeichnet sind und die zur Leistungserbringung erforderliche Flexibilität insbesondere auf digitaler, informationstechnischer Ebene abbilden. Während die formulierten Differenzierungspotenziale auf den ersten Blick einleuchten, bleibt bislang die Frage unbeantwortet, an welchen Stellen die „digitale Flexibilität“ von Smarten Produkten auch auf physischer Ebene in die Anpassung der Produktkonstruktion eingehen muss und mit welchen Seiteneffekten dabei zu rechnen ist. So erfolgt bspw. die Anpassung der Leistungsfähigkeit einer Mietmaschine entlang eines flexiblen Tarifmodells nicht nur auf rein informationeller Ebene, sondern muss bis in die konfigurationsunabhängige Auslegung des zugrundeliegenden Produkts reichen. Im Ergebnis schlägt sich das gehobene Wertschöpfungspotenzial in steigenden Produktionskosten und einer erhöhten Komplexität nieder, die die flächendeckende Anwendung in Frage stellt. Der Beitrag adressiert die physischen Erfordernisse, die dem digitalen Potenzial von Smarten Produkten gegenüberstehen. Hierzu werden anhand eines Fallbeispiels die Potenziale derartiger Produkte und daraus entstehender Leistungssysteme aus informationstechnischer Sicht beschrieben und deren Auswirkungen auf die zugrundeliegende Konstruktion aus ingenieurwissenschaftlicher Sicht analysiert. Im Ergebnis stellt der Beitrag praxisbezogene Handlungsstrategien zu Entwicklung und Einsatz von smarten Produkten vor und erklärt, wie und in welchen Fällen die erfolgreiche Hebung von Wertschöpfungspotenzialen gelingen kann.

Die derzeit in Wissenschaft und Praxis geführte Debatte um nachhaltige und nutzenstiftende IoT-basierte Geschäftsmodelle fokussiert häufig ausschließlich die technisch-physischen Komponenten des Leistungssystems. Ihrer Natur und dem Kundenbedürfnis entsprechend bestehen diese Leistungsbündel jedoch aus zwei Teilen: (Vernetzten) Produkten und (digitalen) Dienstleistungen, welche nur integriert Mehrwerte für Anbieter und Kunden stiften. Die Ausstattung von Sachgütern mit Sensorik und deren Vernetzung auf physischer Ebene ist dabei elementar, die reine Möglichkeit zur Aufnahme der Datensätze ist jedoch nicht direkt nutzenstiftend. Dies wird erst durch die Auswertung der Daten mittels geeigneter Analyseverfahren und dem daraus abgeleiteten Umgang mit der Situation erreicht, wie es derzeit unter dem Begriff „Predictive Maintenance“ häufig als Beispiel angeführt wird. Die Abbildung und Entwicklung solcher integrierten Angebote bringt aufgrund der zu integrierenden Disziplinen und der Vielzahl an unterschiedlichen Elementen umfangreiche Herausforderungen mit sich, für die bisher keine hinreichenden Integrationsansätze bestehen. Der vorliegende Beitrag adressiert die fehlende Verknüpfung der beiden Teile und konzipiert dafür einen auf Graphen beruhenden Ansatz zur Zusammenführung von vernetzten Produkten und Dienstleistungen und zeigt die Funktionsfähigkeit mit Hilfe eines Prototyps auf. Dieser erlaubt die Überführung von Produkten und Dienstleistungsprozessen in Graph-basierte Datenbanken und ermöglicht eine direkte Verknüpfung der Elemente, um integrierte Produkt-Dienstleistungs-Systeme ausführbar darzustellen. Im Ergebnis werden Handlungsstrategien für die integrierte Entwicklung nachhaltiger IoT-basierter Geschäftsmodelle vorgestellt und die Dimensionen einer Ausrichtung von Entwicklungs- und Integrationsaktivitäten aufgezeigt.

The utilization of data is a prominent goal for the digital transformation of business models. Related research provides a variety of insights on methods that can be applied in order to gather information as well as managerial perspectives and single use cases that demonstrate the operationalization of such and guide readers through necessary transformative steps. However, with the advent of digitized products and services, goods are decreasingly conceived and marketed exclusively. Rather, they interact with other goods on an informational level and retrieve additional value from their systemic integration. We argue that the utilization of such "data-driven service systems" requires a holistic perspective that regards the complete "digital value chain" from the initial data retrieval to the execution of contextbased services. This contribution presents a graph-based approach for the integration of event information in service activities in order to leverage the conceptual value. We pilot the transformation of a maintenance process in Manufacturing to evaluate our approach. It turned out that the exemplary process could be simplified from 8 to 4 actions that remained to be executed. Concluding, we discuss the business value and the general applicability of the approach for further use cases.

Die Verfahren der additiven Fertigung haben sich in vielen Branchen zur Herstellung komplexer Bauteilgeometrien, auch über den Prototypenbau hinaus, etabliert und tragen zum Erhalt der Innovationsfähigkeit des Maschinen- und Anlagenbaus bei. Die Geschäftsmodelle des Maschinenbaus wandeln sich jedoch von der klaren Produktorientierung hin zu kundenorientierten Lösungsangeboten, was die Bedeutung des Servicegeschäfts stärkt. Hier bietet die additive Fertigung mehrere Potenziale: Zum einen lassen sich Verfahren wie das selektive Laserstrahlschmelzen oder das Laserauftragsschweißen beispielsweise direkt zur Reparatur verschlissener oder beschädigter Bauteile einsetzen. Zum anderen erlaubt dieses so genannte Additive Repair parallel die Optimierung des Bauteils auf den jeweiligen Einsatzzweck durch Anpassung von Geometrie oder Werkstoffsystem. Dieser Beitrag zeigt auf, welche Veränderungen sich im After-Sales-Geschäft durch den Einsatz von Additive Repair ergeben. Am Beispiel von Geschäftsmodellen im Ersatzteilmanagement werden hierzu die Veränderungen identifiziert und die resultierenden Chancen und Risiken für die beteiligten Unternehmen abgeleitet.