Geschäftsmodellrollen in der intelligenten industriellen Produktion

Industrie 4.0, oder auch IIoT-Plattformen erzeugen automatisch Ökosysteme mit einer Vielzahl von Akteuren. Jedoch sind diese Akteure (Unternehmen, intermediäre Organisationen, institutionelle Einrichtungen, etc.) nicht homogen in ihren Ressourcen und Fähigkeiten. Ein Akteur kann damit verschiedene Rollen erfüllen, die alle samt erfüllt sein müssen, um erfolgreich intelligente Lösungen und Anwendungsfälle, wie bspw. durch KI, umzusetzen.

Diese Rollen lauten wie folgt:

  • Maschinenbetreiber
  • Maschinenhersteller
  • Maschinen-Komponenten Anbieter
  • Systemintegrator
  • Applikationsanbieter
  • Serviceanbieter
  • Plattformbetreiber

Im Folgenden sind diese Rollen näher anhand ihrer Ressourcen, Aktivitäten, Wertbeiträge zum Ökosystem, als auch deren Wertschöpfung aus der Beteiligung an diesem Ökosystem erläutert.

Geschäftsmodellrollen und Industrie 4.0 Plattformen

Kurzbeschreibung

Maschinenbetreiber sind einer der Treiber für die Umsetzung von I4.0-Use-Cases. Jedoch fehlt es häufig an Interoperabilität, die durch die Plattform gewährleistet werden soll. Viele solcher Use-Cases können so über die IIP-Plattform umgesetzt werden. Ein Charakteristikum von derartigen offenen I4.0-Plattformen ist, dass sich Maschinenbetreiber durch die Integration einer solchen Plattform nicht in eine Abhängigkeit von einem speziellen Plattform-System/Anbieter begeben. Da vielerlei offene Standards auf der Plattform gelten stehen verschiedene Anbieter für Services und Applikation zur Verfügung.

    • Ressourcen: 
      • Die Maschine/ Anlage/ Produktionsstraße oder sogar das Werk
      • ECS (Edge,Cloud,Server)
      • Grundlegende IT-Infrastruktur
    • Aktivität:
      • Applikationen auf eigenen Servern deployen
      • Integration der Applikationen in die Geschäftsprozesse
      • Applikationen selektieren (Was möchte ich haben?)
      • Potentiale erfassen / Bedarfe ermitteln
    • Wertbeitrag:
      • Kann als Data-Provider fungieren: z.B. für Serviceoptimierung
      • Betreiber können selbst neue Applikationen adaptieren/innovieren (Self-Service)
      • Monetärer Beitrag: für Services, für Nutzung der Plattform, für Dienstleistung und Beratung um Applikationen zu integrieren, etc.
      • Hat Netzwerkeffektbeitrag für das Ökosystem
    • Wertschöpfung:
      • Optimiert die Geschäftsprozesse: z.B. Produktivität, Qualität, Kostensenkung, neue Marktpotenziale oder generell neue Märkte
      • Nutzt neue Geschäftsmodelle
    • Abhängigkeit und Risiken:
      • Hat geringe technologische Abhängigkeit von IIP-Plattform
      • Ist auf Service- und Applikationsangebot auf der Plattform angewiesen
      • Kann jederzeit durch offene Sta

Kurzbeschreibung

Maschinenhersteller sind daran interessiert, dass für die Produktion relevante KI-Anwendungsfälle mit ihren Maschinen umgesetzt werden können. D.h. es muss eine Abstimmung mit Service- und Applikationsanbietern stattfinden, damit die Maschinen die entsprechenden Voraussetzungen erfüllen. Gleichzeitig müssen die Maschinenbetreiber mit einbezogen werden, die ihrerseits Erwartungen gegenüber den Maschinenherstellern haben.

Die I4.0-Plattform stellt diese Interoperabilität sicher und ermöglicht, dass Maschinenhersteller ihre Systeme den Bedarfen der Anwender anpassen.

    • Ressourcen: 
      • IoT / Smart Service Experten
      • Service-techniker
      • Kundenbasis
      • Teilzeuge, Rohstoffe
      • Produktionsanlage für Maschinen
      • Installierte (Maschinen-) Basis
    • Aktivität:
      • Integration der Applikationen in Maschine / Konnektoren für Geschäftsprozesse bereitstellen
      • Applikationen für Maschinen generieren
      • Erstellt Applikationen, Services und/oder integriert diese von Dritten
      • Anpassung Geschäftsprozesse (insb. im Service)
      • PSS-Management
      • Anpassung Geschäftsmodelle
      • Potentiale erfassen / Bedarfe für Maschinen ermitteln
    • Wertbeitrag:
      • Schnittstellen Integration
      • Deployment-Templates für Maschinen
      • Maschinen/Software
      • Beschreibungen: Stellt Informationen nach gewissem Standard bereit
      • Applikations-Templates für Maschinen
      • Liefern mit der Maschine Teil der Smart-Service-Infrastruktur
      • Stellen After-Sales Services zur Verfügung
      • Stellen Prod. Gewerbe Maschinen zur Verfügung
    • Wertschöpfung:
      • Enabler für neue Geschäftsmodelle (PSS, vGM, Pay per Use)
      • Angebot von Applikationen
    • Abhängigkeit und Risiken:
      • Abhängigkeiten entstehen vor allem zwischen Hersteller und Nutzer, als auch zwischen Hersteller und Service-/Applikationsanbietern
      • Ebenso ist es wichtig, dass der Plattformbetreiber die entsprechenden Bedingungen und Möglichkeiten bietet, damit die anderen Akteure entsprechende Use-Cases

Kurzbeschreibung

Maschinenkomponentenhersteller sind stark in die Entwicklung der KI-Anwendungsfälle, die über die Plattform umgesetzt werden können, eingebunden. Letztlich müssen diese ihre Komponenten ebenso interoperabel gestalten, wie der Maschinenhersteller seine Maschine.

Ein Komponentenhersteller hat besonderes Interesse an der Innovation neuer Anwendungsfälle, für die seine Komponenten besonders gut geeignet sind. Dazu muss dieser eng mit den Service- und Applikationsanbietern zusammenarbeiten

    • Ressourcen: 
      • IoT-Schnittstellen
      • Edge Devices für den jeweiligen Service
      • Sensorik der Komponente
      • Field-Devices: Sensoren, Devices, ganze Komponenten
    • Aktivität:
      • Applikationen auf eigenen Servern deployen
      • Integration der Applikationen in die Geschäftsprozesse
      • Applikationen selektieren (Was möchte ich haben?)
      • Potentiale erfassen / Bedarfe ermitteln
    • Wertbeitrag:
      • Stellt Informationen bereit welche Field-Devices welche Daten bereitstellen können und welche Qualität diese haben
      • Welche Standards werden genutzt und wie die Daten bereitgestellt werden
      • Die Antriebs- oder Steuerungskomponenten (Field & Edge Devices)
      • ermöglicht die Bereitstellung von Prozessdaten des Maschinenbetreibers
      • Bietet evtl. selbst Templates für Applikationen an
      • Bietet Services an
    • Wertschöpfung:
      • Vernetzung im Wertschöpfungsnetzwerk
      • Kann ganze PSS anbieten
      • (Komplettlösungen)
      • Kann Markt erweitern, da er zusätzlich zu den Komponenten auch Services anbieten kann
      • Kann eigene Produkte und Services durch Komplemente (Services, Hardware, …) aufwerten
    • Abhängigkeit und Risiken:
      • Komponentenhersteller, als auch Service- und Applikationsanbietern stehen in Abhängigkeit zu einander, da deren Angebote interoperabel mit einander sein müssen
      • Ein Akteur in einer Komponentenherstellerrolle könnte die Strategie wählen selbst Services und Applikationen anzubieten, um dies sicherzustellen

Kurzbeschreibung

Die Systemintegratorrolle hat eine Schlüsselfunktion im Wertschöpfungsnetzwerk von KI-Ökosystemen, denn sie bildet häufig eine Schnittstelle zwischen KI-Anwender (Kunde) und dem Anbieter einer KI-Applikation. Hierfür kommen hauptsächlich zwei Konstellationen in Frage: (A) Der Anwender stellt selbst einen Systemintegrator bereit, der sich mit den eigenen Systemen, als auch der KI-Applikation auskennt, oder (B) ein professioneller Systemintegrator wird als Service-Dienstleister hinzugezogen. Dieser sollte sich im Kontext des Anwendungsfalls auskennen und das entsprechende Domänenwissen mitbringen (z.B. mit Laserschweißen, Fräsen, o.Ä.).

    • Ressourcen: 
      • Der Systemintegrator stellt meist keine signifikanten physischen Ressourcen bereit
    • Aktivität:
      • Stellt sicher, dass Machbarkeitsprüfungen durchgeführt werden
      • Führt das Deployment beim Anwender (evtl. sich selbst) durch
      • Muss IT-Sicherheit mitdenken und zur Not auch mitberaten
    • Wertbeitrag:
      • Bildet die Schnittstelle zwischen Kunde und Anbieter, die als Bindeglied verstanden werden kann
      • Schafft durchgängige Lösung (d.h. er sorgt für die Einbindung in das IT/OT-System des Anwenders
    • Wertschöpfung:
      • Wird der Systemintegrator vom Anwender selbst gestellt, ist keine explizite Entlohnung dieser Rolle nötig
      • Wird der Systemintegrator extern eingekauft wird dieser meist vom KI-Anwender bezahlt
      • Auch Provisionszahlungen von Seiten des KI-Anbieters sind üblich
    • Abhängigkeit und Risiken:
      • Systemintegratoren sollten, ein mal ausgewählt, nicht mehr gewechselt werden, da eine Einarbeitung in die Anwendersystem aufwendig ist
      • Durch vertragliche Regelungen kann verhindert werden, dass externe Systemintegratoren aus dem Projekt aussteigen

Kurzbeschreibung

Applikationsanbieter verwenden einzelne Services die über die I4.0-Plattform genutzt werden können, um daraus Applikationen zu erstellen, die dadurch den Standards der Plattform entsprechen und somit kompatibel sind. Eine Applikation ist nahe an einem Anwendungsfall, aber nicht zwingend das gleiche. Bspw. kann eine Applikation die Vorhersage von Wartungsständen ermöglichen. Dabei wird auf einzelne Services zurückgegriffen, wie zum Beispiel ein neurales Netz oder ein Rechenzentrum, aber auch Cloud-Dienste o.Ä.

Ressourcen: 

      • Umgebung für Prototyping
      • Maschinenmodelle und Virtualisierungen
    • Aktivität:
      • Schließt Service-Lücken ggf. mit eigenen Services
      • Vermittelt aktive zwischen der Service/Applikations-Anbieterseite und der Anforderungsseite
      • Gibt Anreize für neue Services
      • Kombiniert Services von den entsp. Anbietern
    • Wertbeitrag:
      • Ermöglichen Konnektivität und Kompatibilität mit anderen Services und Komponenten/Maschinen
      • Steigern Attraktivität der Plattform
      • Reduzieren die Komplexität der Lösungen (all-in-one)
      • Stellt Lösungen in Form von Applikationen für komplexere Problemstellungen zur Verfügung
    • Wertschöpfung:
      • Generiert Cashflow durch Verkauf von Services und indirekt durch Drittanbieter von Applikationen
      • Services werden sichtbarer für Interessierte
      • Erweitert seine Märkte
    • Abhängigkeit und Risiken:
      • Stehen in einem Spannungsverhältnis mit Maschinenherstellern darum, wer vorgibt wie entsprechende Deployment-Templates auszusehen haben
      • Je nach Applikationsanbieter ist die I4.0-Plattform attraktiv oder unattraktiv, je nachdem welche Standards von der Plattform verlangt werden, an die sich Anbieter anpassen müssen

Kurzbeschreibung

Serviceanbieter sind daran interessiert, dass ihre Services möglichst einfach in die I4.0-Plattform eingebunden werden können. Dazu müssen diese sicherstellen, dass ihre Services mit der Plattform kompatibel sind. In der derzeitigen Situation gibt es Servicebereich, wie bspw. die der Datenspeicherung, in denen es enorm viele Anbieter gibt. Hier müssen sich die Anbieter wahrscheinlich den Standards der Plattform anpassen. In anderen Servicebereichen gibt es wichtige, aber wenige Anbieter, in denen die Plattform so angepasst werden muss, dass diese Anbieter Interesse haben der Plattform beizutreten.

    • Ressourcen: 
      • Nutzt eigene Server um Services zu entwickeln
    • Aktivität:
      • Führt Bedarfsanalyse für Services durch
      • Entwickelt neue Services und Schnittstellen
      • Übernimmt DevOps Aktivitäten (continuous deployment)
      • Registrierung des Services auf der Plattform/ im Service-Store
      • Berät Service-Nutzer und Maschinenhersteller
    • Wertbeitrag:
      • Ermöglichen Konnektivität und Kompatibilität mit anderen Services und Komponenten/Maschinen
      • Steigern Attraktivität der Plattform
      • Bildet einen Teil der Service-Angebot
    • Wertschöpfung:
      • Kann Standards nutzen um Services kompatibel zu machen
    • Abhängigkeit und Risiken:
      • Eine Änderung der Abhängigkeiten kann sich dadurch ergeben, dass Serviceanbieter über die Plattform direkt vom Maschinenbetreiber bezahlt werden, anstatt vom Maschinenhersteller, der einen Service zusammen mit einer Maschine anbietet
      • Serviceanbieter stehen in unterschiedlicher Abhängigkeit zu internen und externen Systemintegratoren mit denen sich dies abstimmen müssen

 

Kurzbeschreibung

Der Plattformbetreiber kann zum einen ein Maschinenhersteller sein der die Plattform selbst betreibt, evtl. auf eigenen Servern oder auch mit externen Anbietern. Zum andern kann die Plattform auch von einem externen Akteur betrieben werden. In diesem Fall würde die Plattform ähnlich einem Plattform-Marktplatz fungieren, auf dem verschiedenen Anbieter aktiv sind und um die Anwender konkurrieren.

Die Betreiberrolle kann auch von einem Konsortium aus Akteuren erfüllt werden, die gemeinsam eine marktplatzähnliche Plattform betreiben, aber gleichzeitig technologisch sicherstellen, dass demokratisch entschieden wird, welche Standards gelten sollen

Ressourcen: 

      • IT-Infrastruktur
      • Data-Storage
      • Server-Kapazitäten für Plattform
    • Aktivität:
      • Stellt Marktplatz für Services und Applikationen zur Verfügung (2-sided Plattform)
      • Service konfigurieren und Kombinierbarkeit gewährleisten
      • Service Store anbieten: Tech. Voraussetzungen, Kompatibilität
      • Konnektivität gewährleisten
      • Interaktion der Akteure wird ermöglicht
    • Wertbeitrag:
      • Stellt Service- und Integrationstools zur Verfügung: Dev. Confi., Serv. Conf. (z.B. was ist mit was kombinierbar?)
      • Stellt grundlegende rechtliche Konformität sicher
      • Eröffnet das Entdecken von neuen Service-Paketen (Applikationen)
      • Stellt Validitätsmanagement zur Verfügung)
      • Drag’n’Drop Workflow Erstellung
      • Stellt Grund-Infrastruktur zur Verfügun
    • Wertschöpfung:
      • Plattform als Mittel zum Zweck: z.B. Service inklusive, wenn Hardware verkauft wird
      • Pay per Use
      • Profit-orientierter Anbieter vs. altruistischer (z.B. Verbund)
      • Anbieter
      • Bekommt Daten von den Nutzern
      • Lizenzmodell: Pro Service
    • Abhängigkeit und Risiken:
      • Die schwerwiegendste Aufgabe des Betreibers ist das sicherstellen eines gesunden Verhältnisses von Anbietern und Nutzen auf der Plattform von diesen ist der Erfolg der Plattform abhängig
      • Zudem ist es essentiell die Machtverhältnisse darüber welche Standards auf der Plattform gelten zu organisieren