Smartifying manufacturing companies : Understanding, developing, and implementing smart service systems

Titelangaben

Huber, Rocco:
Smartifying manufacturing companies : Understanding, developing, and implementing smart service systems.
2022 . - VI, 52 S.
( Dissertation, 2021 , Universität Bayreuth, Rechts- und Wirtschaftswissenschaftliche Fakultät)

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Abstract

Driven by the emergence and rapid adoption of digital technologies, an influential development associated with organizations’ digital transformation is the “smartification” of physical products. In the context of the Internet of Things (IoT), it is possible to equip traditional products with digital technologies (e.g., for sensing and communication). These digital technologies enable new forms of intelligence and turn traditional products into smart things that can offer customers smart services. With smart things as their core and smart services as their value proposition, smart service systems have received significant attention. As self-organizing and self-optimizing product systems, they enable more efficient and flexible processes as well as new value propositions. Smart service systems are expected to profoundly influence manufacturers’ competitiveness and affect productivity, economic growth, and working profiles. Despite their growing importance, smart service systems remain poorly understood, which is mainly due to their interdisciplinary nature and complexity by combining different technologies. This hampers scientific progress and practical application. Against this backdrop, this dissertation elaborates on the fundamental understanding of smart service systems and provides guidance on their development and implementation. To complement the understanding of smart service systems, two different perspectives are taken. Research article #1 investigates the term “smart” and how it manifests by taking an information systems (IS) perspective. Based on a structured review of domain-specific literature, the research article sheds light on how smartness manifests in the context of digital technologies. It defines smartness and proposes the concept of a “smart action.” This concept structures and describes the components and patterns involved in creating smartness and can be interpreted as the nucleus of smart service systems. Supplementing this understanding, research article #2 embeds the topic of smart service systems into the context of digital transformation. Due to its importance and progress in research and practice, the article builds upon the understanding in academic literature and includes a broad interview and workshop series with domain experts. As a result, research article #2 develops a framework with six fields of action that are required for digital transformation. The framework sheds light on topics related to using and integrating digital technologies effectively, which are highly connected to and interdependent of smart things and services. Due to the interdisciplinary nature of smart service systems, their development is often challenged by a lack of shared understanding and collaboration tools among experts in different domains. As a result, development projects are often drawn-out and expensive. To address this challenge, research article #3 develops a domain-specific modeling language for smart service systems. The modeling language provides researchers and practitioners with a visual and easily understandable representation of smart services and smart service systems. It supplies a common terminology as well as a tool to analyze existing and future smart service systems. To implement and offer smart service systems, manufacturers are also challenged when they have to identify and develop the required capabilities. While the “why” of transforming is usually straightforward, the “how” remains unclear and challenging. To contribute to closing this gap, two perspectives are taken. First, research article #4 develops a framework of the capabilities required to implement smart service systems in manufacturing by taking an IS perspective. The framework includes technical as well as strategical, operational, and cultural capabilities. Research article #5 takes a business model perspective and summarizes the capabilities required for the business model transition. As smart services lead to an increased role for services in manufacturers’ business models, several changes are needed. Research article #5 develops a maturity model that maps capabilities to distinct business models. The maturity model provides descriptive knowledge by structuring relevant capabilities and builds the foundation for developing transition strategies and making long-term decisions.

Abstract in weiterer Sprache

Eine wichtige Entwicklung im Zusammenhang mit der digitalen Transformation von Unternehmen, die durch das Aufkommen und durch die rasche Einführung digitaler Technologien angetrieben wird, ist die "Smartifizierung" physischer Produkte. Im Zusammenhang mit dem Internet der Dinge (Internet of Things (IoT)) ist es möglich, herkömmliche Produkte mit digitalen Technologien (z. B. für Sensorik und Kommunikation) auszustatten. Diese digitalen Technologien ermöglichen neue Formen der Intelligenz und verwandeln herkömmliche Produkte in intelligente Produkte, die den Kunden intelligente Services anbieten können. Mit intelligenten Dingen als Kern und intelligenten Services als Wertversprechen haben intelligente Servicesysteme große Aufmerksamkeit erhalten. Als selbstorganisierende und selbstoptimierende Produktsysteme ermöglichen sie effizientere und flexiblere Prozesse sowie neue Wertversprechen. Es wird erwartet, dass intelligente Servicesysteme die Wettbewerbsfähigkeit der Hersteller tiefgreifend beeinflussen und sich auf Produktivität, Wirtschaftswachstum und Arbeitsprofile auswirken werden. Trotz ihrer zunehmenden Bedeutung sind intelligente Servicesystem nach wie vor wenig erforscht, was vor allem auf ihren interdisziplinären Charakter und ihre Komplexität durch die Kombination verschiedener Technologien zurückzuführen ist. Dies hemmt den wissenschaftlichen Fortschritt und deren praktische Anwendung. Vor diesem Hintergrund befasst sich diese Dissertation mit dem grundlegenden Verständnis von intelligenten Dienstleistungssystemen und gibt Hinweise zu ihrer Entwicklung und Umsetzung. Um das Verständnis von intelligenten Servicesystemen zu erweitern, werden zwei unterschiedliche Perspektiven eingenommen. Forschungsartikel #1 untersucht den Begriff "smart" und wie er sich aus der Perspektive der Informationssysteme (IS) manifestiert. Auf der Grundlage einer strukturierten Überprüfung der domänenspezifischen Literatur beleuchtet der Forschungsartikel dabei, wie sich Smartness im Kontext digitaler Technologien manifestiert. Er definiert Smartness und schlägt das Konzept einer "intelligenten Handlung (Aktion)" vor. Dieses Konzept strukturiert und beschreibt die Komponenten und Muster, die bei der Schaffung von Smartness eine Rolle spielen, und kann als Kernstück intelligenter Servicesysteme interpretiert werden. Ergänzend zu diesem Verständnis bettet der Forschungsbeitrag #2 das Thema Smart Service Systems in den Kontext der digitalen Transformation ein. Aufgrund der Bedeutung und des Fortschritts in Forschung und Praxis baut der Artikel auf den Erkenntnissen der akademischen Literatur auf und beinhaltet zudem eine breite Interview- und Workshopstudie mit Domänenexperten. Als Ergebnis entwickelt der Forschungsartikel #2 einen Rahmen mit sechs Handlungsfeldern, die für die digitale Transformation erforderlich sind. Der Rahmen beleuchtet Themen im Zusammenhang mit der effektiven Nutzung und Integration digitaler Technologien, die in hohem Maße mit intelligenten Dingen und Services verbunden und von diesen abhängig sind. Aufgrund des interdisziplinären Charakters intelligenter Servicesysteme wird ihre Entwicklung häufig durch das Fehlen eines gemeinsamen Verständnisses und von Werkzeugen für die Zusammenarbeit zwischen Experten aus verschiedenen Bereichen erschwert. Infolgedessen sind Entwicklungsprojekte oft langwierig und teuer. Um dieser Herausforderung zu begegnen, wird in Forschungsartikel #3 eine domänenspezifische Modellierungssprache für intelligente Servicesysteme entwickelt. Die Modellierungssprache bietet Forschern und Praktikern eine visuelle und leicht verständliche Darstellung von intelligenten Services und Servicesystemen. Sie liefert eine gemeinsame Terminologie sowie ein Werkzeug zur Analyse bestehender und zukünftiger intelligenter Servicesysteme. Um intelligente Servicesysteme einführen und anbieten zu können, müssen die Hersteller auch die erforderlichen Fähigkeiten identifizieren und entwickeln. Während das "Warum" der Umwandlung in der Regel klar ist, bleibt das "Wie" unklar und schwierig. Um einen Beitrag zur Schließung dieser Lücke zu leisten, werden zwei Perspektiven eingenommen. In Artikel #4 wird ein Rahmen für die Fähigkeiten entwickelt, mit Fokus auf die relevanten IS-Fähigkeiten in diesem Kontext, die für die Einführung intelligenter Servicesysteme in der Fertigung erforderlich sind. Der Rahmen umfasst sowohl technische als auch strategische, operative und kulturelle Fähigkeiten. Forschungsartikel #5 nimmt eine Geschäftsmodellperspektive ein und fasst die für den Übergang zu neuen Geschäftsmodellen erforderlichen Fähigkeiten zusammen. Da intelligente Services dazu führen, dass Services in den Geschäftsmodellen der Hersteller eine größere Rolle spielen, sind oft eine vielfältige Änderungen erforderlich. Forschungsartikel #5 entwickelt dabei ein Reifegradmodell, das Fähigkeiten auf verschiedene Geschäftsmodelle abbildet. Das Reifegradmodell liefert erklärendes Wissen durch die Strukturierung relevanter Fähigkeiten und bildet die Grundlage für die Entwicklung von Übergangsstrategien und zentralen Entscheidungen.