Products and Processes in the Age of the Internet of Things

Titelangaben

Püschel, Louis:
Products and Processes in the Age of the Internet of Things.
Bayreuth , 2019 . - 48 S.
( Dissertation, 2019 , Universität Bayreuth, Rechts- und Wirtschaftswissenschaftliche Fakultät)

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Abstract

Digital technologies influence the everyday lives of individuals, organizations, and society in a variety of ways. One emerging digital technology that has been the subject of much debate in recent years is the Internet of Things (IoT). In the IoT, originally physical objects are equipped with sensors, actors, computing logic, and communication technology. These technology-equipped physical objects, also referred to as smart things, build the nucleus of the IoT. Beyond their role as nucleus of the IoT, smart things can also form product systems, consisting of closely interacting smart things, as well IoT ecosystems, consisting of interacting product systems. The diversity of application fields of the IoT, e.g., Smart City, Smart Mobility, Smart Health, Smart Home, and Smart Factory, provides organizations with a wide range of opportunities. In particular, the IoT affects two elements crucial to an organization’s survival in competitive markets: products and processes. Due to the high potential of the IoT, this doctoral thesis shows how the IoT influences products and processes separately as well as products and processes within an integrated view simultaneously. By connecting the physical with the digital world, the IoT can broaden the range of a product’s functions, e.g., by enabling new digital service offerings. Thus, new products emerge and established products can be further developed. Based on the potential to address customer needs through innovative products, organizations have to decide which smart thing characteristics should be considered by their products in the future (research article #1 and #2). Extending the results of research article #1, research article #2 proposes two classification schemes for smart things, each involving different levels of detail, i.e., a taxonomy of individual smart things and related smart thing clusters. These classification schemes can support organizations, for example, in the development process of smart products. Beyond their influence on products, digital technologies such as the IoT affect business processes along the entire value chain of an organization. However, organizations are still struggling to digitalize business processes and face high levels of uncertainty when determining which technologies they should adopt in order to improve their business processes. To reduce this uncertainty, research article #3 presents a method that guides organizations step-by-step through the identification and selection of digital technologies best suited for improving their business processes. Crucially, the IoT can also affect products and process simultaneously. Based on their fundamental characteristics, smart things can serve as boundary object between customers and organizations, resulting in innovative forms of customer-company and company-company interactions. These innovative interactions lead to changes in the participants’ processes and value propositions. In response, research article #4 presents a domain-specific modeling language that includes all relevant actors – e.g., customers, organizations, and smart things – for designing IoT scenarios with innovative value propositions from a process-oriented and structural view. Research article #5 is thematically linked to research article #4, providing an economic decision model that helps manufacturing organizations to determine and select an optimal sequence of IoT projects with the aim of incorporating IoT technology into the organization’s products, processes, and infrastructure. In particular, the economic feasibility of IoT scenarios in the manufacturing context which were developed with the domain-specific modeling language (research article #4) can be evaluated using the decision model.

Abstract in weiterer Sprache

Digitale Technologien beeinflussen den Alltag von Individuen, Unternehmen und der Gesellschaft auf vielfältige Weise. Eine digitale Technologie, die in den letzten Jahren viel diskutiert worden ist, ist das Internet der Dinge (IoT). Im IoT werden ursprünglich rein physische Objekte mit Sensoren, Aktoren, Rechenlogik und Kommunikationstechnik ausgestattet. Diese mit Technologie ausgestatteten physischen Objekte, auch Smart Things genannt, bilden den Nucleus des IoT. Über ihre Rolle als Nucleus des IoT hinaus, können Smart Things auch sogenannte Produktsysteme bilden, die aus miteinander agierenden Smart Things bestehen, sowie IoT-Ökosysteme, die aus interagierenden Produktsystemen bestehen. Die Vernetzung zu Ökosystemen ermöglicht Services, die über das des einzelnen Smart Thing hinausgehen Die hohe Anzahl der Anwendungsbereiche des IoT, z.B. Smart City, Smart Mobility, Smart Health, Smart Home und Smart Factory, bietet Unternehmen dabei vielfältige Möglichkeiten. Insbesondere jedoch wirkt sich das IoT auf zwei Elemente aus, die für das Bestehen eines Unternehmens auf wettbewerbsorientierten Märkten entscheidend sind: Und zwar auf Produkte und Prozesse. Aufgrund des hohen Potenzials des IoT untersucht diese Doktorarbeit, wie sich das IoT auf Produkte und Prozesse separat sowie in einer integrierten Betrachtung auf Produkte und Prozesse gleichzeitig auswirkt. Durch die Verbindung der physischen mit der digitalen Welt kann das IoT den Funktionsumfang von Produkten erweitern, z.B. durch das Anbieten innovativer digitaler Services. So entstehen gänzlich neue Produkte und bereits etablierte Produkte können hinsichtlich ihrer Funktionsweise weiterentwickelt werden. Basierend auf dem Potenzial, Kundenbedürfnisse durch innovative Produkte zu adressieren, müssen Unternehmen nun entscheiden, welche Smart Thing-Eigenschaften ihre Produkte zukünftig realisieren sollen (Forschungsartikel #1 und #2). Als Erweiterung von Forschungsartikel #1 präsentiert Forschungsartikel #2 zwei Klassifizierungsschemata für Smart Things, die jeweils einen unterschiedlichen Detaillierungsgrad aufweisen. Dabei handelt es sich um eine Taxonomie für das individuelle Smart Thing und dazugehörige Smart Thing-Cluster. Diese Klassifizierungsschemata können Unternehmen z.B. bei der Entwicklung von smarten Produkten unterstützen. Digitale Technologien wie das IoT beeinflussen aber nicht nur das Wesen von Produkten, sondern darüber hinaus Geschäftsprozesse entlang der gesamten Wertschöpfungskette eines Unternehmens. Unternehmen haben jedoch nach wie vor Schwierigkeiten bei der Digitalisierung von Geschäftsprozessen und sind mit einer hohen Unsicherheit bei der Entscheidung konfrontiert, welche Technologien sie einsetzen sollten, um ihre Geschäftsprozesse zu verbessern. Um diese Unsicherheit zu verringern, stellt Forschungsartikel #3 eine Methode vor, die Unternehmen Schritt für Schritt bei der Identifizierung und Auswahl derjenigen digitalen Technologien unterstützt, die am besten geeignet sind, die Geschäftsprozesse des Unternehmens zu verbessern. Wichtig ist zudem, dass das IoT auch Produkte und Prozesse gleichzeitig beeinflussen kann. Smart Things können aufgrund ihrer grundlegenden Eigenschaften als Boundary Object zwischen Kunde und Unternehmen fungieren (d.h. integriert Kunde und Unternehmen). Dies führt einerseits zu innovativen Formen der Interaktion zwischen den Interaktionspartnern und andererseits zur Entstehung innovativer Services. Die Einführung von Smart Thing-Produkten und die damit verbundenen neuartigen Interaktionsformen können dabei Auswirkungen auf die zugrundeliegenden Prozesse der Interaktionsteilnehmer haben. Daran anknüpfend stellt Forschungsartikel #4 eine domänenspezifische Modellierungssprache vor, die alle relevanten Akteure - z.B. Kunden, Unternehmen und Smart Things - bereitstellt, um IoT-Szenarien mit innovativen Services aus prozess- und aufbauorientierter Sicht zu analysieren und zu designen. Forschungsartikel #5 ist thematisch mit Forschungsartikel #4 verknüpft und bietet ein ökonomisches Entscheidungsmodell, das Fertigungsunternehmen dabei unterstützt, eine optimale Reihenfolge von IoT-Projekten zu bestimmen. Ziel dabei ist es, IoT-Technologie in die Produkte, Prozesse und die Infrastruktur von Unternehmen zu integrieren. Insbesondere die Wirtschaftlichkeit von IoT-Szenarien im Fertigungskontext, die mit der domänenspezifischen Modellierungssprache (Forschungsartikel #4) entwickelt wurden, können mit dem Entscheidungsmodell aus Forschungsartikel #5 bewertet werden.