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Informationen über die Projektstruktur und Resultate

Das Instrumentarium entsteht unter Einbindung von zwei Anwenderunternehmen und in Kooperation mit drei weiteren Pilotprojekten (PP). Die Erkenntnisse aus den Querschnittsprojekten (QP) können so zusammengeführt und validiert werden. Aufgrund der unterschiedlichen Schwerpunkte wird es somit möglich, verschiedene Facetten der Geschäftsmodellentwicklung im Rahmen des Verbundprojekts zu beleuchten. Gegenstand der Transferprojekte (TP) ist die Verbreitung des gewonnenen Wissens.

Die Projekt- und Aufgabenstruktur gliedert sich wie folgt:

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Geschäftsmodellmuster bezeichnen charakteristische Aspekte von Geschäftsmodellen [GC12]. Solche Muster gilt es im ersten QP zu identifizieren. In QP 1.1 werden charakteristische Geschäftsmodellmuster im Kontext Industrie 4.0 identifiziert. Anschließend werden allgemeine Geschäftsmodellmuster in QP 1.2 gesammelt und kategorisiert. QP 1.3 dient der Verknüpfung aller identifizierten Muster und untersucht deren systemisches Verhalten.

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In QP 1.1 werden Technologien im Bereich Industrie 4.0 recherchiert und in der Innovationsdatenbank des Heinz Nixdorf Instituts abgelegt. Die Recherche der Technologien wird vom Heinz Nixdorf Institut koordiniert. Die Technologien sind die Basis für eine Befragung von Unternehmen. Im Kern geht es um die Frage, in welcher Weise Technologien aus dem Bereich Industrie 4.0 Geschäfts- oder Kundenprozesse bereits unterstützen oder unterstützen könnten. Die Ergebnisse der Befragungen werden in einer Datenbank abgelegt. Anschließend wird analysiert, welche Kombinationen von Technologien und darauf basierenden Prozessen und resultierendem Nutzen in mehreren Geschäftsmodellen auftauchen. Diese Kombinationen werden zu Industrie 4.0-Mustern zusammengefasst.

Resultate:

  • Dokumentierte Technologien im Bereich Industrie 4.0
  • Zuordnung von Technologien zu damit unterstützten Prozessen und Nutzen
  • Geschäftsideen für Anwenderunternehmen basierend auf Industrie 4.0-Technologien
  • Schema zur Dokumentation von Industrie 4.0-Mustern
  • Industrie 4.0-Muster in Geschäftsmodellen

Losgelöst von Industrie 4.0 existieren eine Vielzahl an Geschäftsmodellen und daraus übertragbare Muster. Die Kenntnis von diesen Mustern ist für die Entwicklung von Geschäftsmodellen gleichsam bedeutend wie die spezifischen Industrie 4.0-Muster. In einer umfassenden Recherche werden bekannte Geschäftsmodelle recherchiert und die daraus resultierenden Muster abgeleitet (z.B. „Razor & Blade“). Die Analyse der ermittelten Muster ergibt zudem ein detaillierteres Klassifikationsschema für Geschäftsmodellmuster, das auch die Industrie 4.0-Muster abdeckt. Das Klassifikationsschema fließt in die Entwicklung von Geschäftsmodellen ein (QP 2). Die identifizierten Geschäftsmodellmuster werden dokumentiert und entsprechend der in QP 5 definierten Struktur abgelegt.

Resultate:

  • Allgemeine Geschäftsmodellmuster
  • Klassifizierungsschema für Geschäftsmodellmuster
  • Gefüllte Datenbank mit Geschäftsmodellmustern


QP 1.3 untersucht die allgemeine Verträglichkeit aller identifizierten Muster. Dazu werden alle identifizierten Geschäftsmodellmuster in einem paarweisen Vergleich einander gegenübergestellt und hinsichtlich ihrer Verträglichkeit quantitativ bewertet. Anschließend wird eine werkzeugunterstützte Analyse durchgeführt, die zur Ermittlung sinnvoll kombinierbarer Ketten von Geschäftsmodellmustern führt. Aufbauend auf der Verträglichkeitsanalyse wird eine Auswirkungsanalyse für die Geschäftsmodellmuster für Industrie 4.0 durchgeführt. Die Auswirkungsanalyse betrachtet das systemische Verhalten eines Musters: Welche Aspekte in einem Gefüge eines Geschäftsmodells müssen angepasst werden, wenn ein bestimmtes Muster für Industrie 4.0 eingesetzt wird?

Die Entwicklung von Geschäftsmodellen beruht auf einer erfolgversprechenden Geschäftsidee und der konsistenten Kombination einzelner Aspekte des Geschäftsmodells. Die in QP 1 identifizierten Muster bilden die Grundlage zur Entwicklung und Bewertung von Geschäftsideen (QP 2.1). Die Weiterentwicklung der Geschäftsidee zu einem Geschäftsmodell erfolgt in QP 2.2. Hier werden geeignete Musterkombinationen erstellt und ein detailliertes Geschäftsmodell ausgearbeitet.

Ziel von QP 2.1 sind Methoden zur Entwicklung und Bewertung von Geschäftsideen im Bereich Industrie 4.0. Die Methoden dienen zum einen der eigentlichen Entwicklung von Geschäftsideen auf der Basis prinzipiell geeigneter Muster sowie notwendige Kompetenzen bzw. Ressourcen. Darüber hinaus ermöglichen die Methoden eine Auswahl erfolgversprechende Geschäftsideen im Bereich Industrie 4.0 und die Ableitung des Handlungsbedarfs für den Aufbau notwendiger Kompetenzen.

Resultate:

  • Methode zur Entwicklung von Geschäftsideen vor dem Hintergrund von Technologien im Bereich Industrie 4.0
  • Methode zur Bewertung von Geschäftsideen auf Basis einer Industrie 4.0-spezifischen Wissensbilanz


Ein erfolgversprechendes und vom Wettbewerb schwer kopierbares Geschäftsmodell erfordert eine geschickte Kombination von Mustern. Die Methode zur Geschäftsmodellentwicklung und -ausarbeitung greift ein ausgewähltes Muster und die damit verbundene Geschäftsidee auf (QP 2.1). Dieses Muster wird mit weiteren Geschäftsmodellmustern kombiniert, indem eine hierarchische Kombinationsanalyse angewendet wird. Sie ermöglicht die Synthese eines Geschäftsmodells, indem das charaktergebende Muster in das Zentrum eines Geschäftsmodells gestellt und daran weitere konsistente Muster angeordnet werden. Die nachfolgende Ausarbeitung des Geschäftsmodells erfolgt mithilfe eines Schemas für Industrie 4.0-Geschäftsmodelle, das in diesem QP entwickelt wird und innerhalb unterschiedlicher Arbeitsformate (z.B. Workshops unterschiedlicher Größe) Anwendung finden kann.

Resultate:

  • Methode zur Geschäftsmodellentwicklung und -ausarbeitung
  • Hierarchische Kombinationsanalyse für Geschäftsmodellmuster
  • Schema zur Beschreibung von Industrie 4.0-Geschäftsmodellen

Geschäftsmodelle im Bereich Industrie 4.0 weisen eine hohe Vernetzung mit Stakeholdern auf. Dazu gehören Geschäftsbeziehungen mit Anspruchsgruppen wie Kunden aber auch mit strategischen Partnern in der Leistungserbringung (z. B. Internetdienstleister). Diese Geschäftsbeziehungen schaffen einerseits einen Mehrwert, es entstehen jedoch auch Abhängigkeiten, die Risiken bergen können. Zudem können individuelle Risiken zwischen den Akteuren unterschiedlich verteilt sein. Solche Risiken können zum Beispiel ein erhöhter Koordinationsaufwand oder ein Know-how-Abfluss sein.  Im QP 3 werden daher die Wahrnehmung von Risiken durch die Stakeholder sowie die sich ergebenden Konsequenzen für das Geschäftsmodell adressiert.

Ziel von QP 3.1 sind Kenntnisse über die Risikowahrnehmung aus der Perspektive von Anbietern und Kunden in einem Geschäftsmodell im Bereich Industrie 4.0. Beantwortet werden sollen die Fragen „Was beeinflusst die Identifikation und Bewertung von Risiken beim Anbieter?“ und „Was beeinflusst die Risikowahrnehmung des Kunden und welche Auswirkungen hat das auf seine Preisbereitschaft?“. Dazu werden zunächst die spezifischen Risiken identifiziert, die mit den Geschäftsmodellen im Bereich Industrie 4.0 verbunden sind. Als Grundlage dafür dienen die in QP 1 erarbeiteten Geschäftsmodellmuster. Mögliche spezifische Risiken sind bspw. wachsender Abstimmungsaufwand aufgrund höherer Vernetzung oder zunehmende Abhängigkeit von Ergebnissen infolge verstärkter Zusammenarbeit.

Resultate:

  • Spezifische Risiken der Geschäftsmodelle Industrie 4.0
  • Initiale Liste von Einflüssen der Risikowahrnehmung
  • Systematische Unterschiede der Risikoeinschätzung zwischen Kunden und Anbieter
  • Allgemeine Kenntnisse über die Verknüpfung von Risiken und Preisstrategien im Kontext Industrie 4.0

In QP 3.2 werden die in QP 3.1 erkannten Treiber konkretisiert und validiert. Dabei stehen insbesondere situative Faktoren, die die Risikowahrnehmung beeinflussen im Fokus. In Kombination mit den hierbei erzielten Ergebnissen und denjenigen aus QP 3.1 werden allgemeine Barrieren sowie nutzbare Treiber für Geschäftsmodelle für Industrie 4.0 abgeleitet.

Resultat:

  • Situative Faktoren, die die Risikowahrnehmung beeinflussen
  • Erweiterte Liste von Einflüssen der Risikowahrnehmung
  • Allgemeine Barrieren und Treiber für Geschäftsmodelle


Ziel von QP 3.3 ist eine Methode zur Risikoeinschätzung und Ableitung von Konsequenzen für das Geschäftsmodell. Die Methode orientiert sich an den in QP 3.1 und 3.2 erzielten Ergebnissen über die Risikowahrnehmung von Kunden und Anbietern. Die Methode ermöglicht dem Anbieterunternehmen eine Einschätzung der Risiken der verschiedenen Geschäftsmodelle sowie der Wahrnehmung dieser durch den Kunden. Die Methode ist an eine Fehlermöglichkeits- und Einflussanalyse angelehnt und umfasst sowohl die Identifikation und Analyse von Risiken als auch die Ableitung von prophylaktischen Maßnahmen zur Risikovermeidung.

Analog zu den Anbieterunternehmen werden die potentiellen Risiken für den Kunden ermittelt. Die Kenntnis über die Risiken des Kunden und die des Kundennutzens sind die Grundlage für die Preisbildung. Dazu wird aufgrund der empirischen Ergebnisse aus QP 3.1 und QP 3.2 sowie auf der Basis eigener Erfahrungen hinsichtlich der Geschäftsmodellentwicklung eine Methode zur Preisbildung anhand einer kundenbezogenen Risikoabschätzung entwickelt.

Resultate:

  • Assoziationskriterien zur Beurteilung von Risiken
  • Methode zur Risikoabschätzung und Ableitung von Konsequenzen
  • Methode zur Preisbildung anhand einer Risikoabschätzung für den Kunden

Betrachtungsgegenstand dieses QPs ist die Operationalisierung eines spezifizierten Geschäftsmodells (vgl. QP 2) in ein konkretes Wertschöpfungssystem. Dazu wird vom Heinz Nixdorf Institut in QP 4.1 eine Entwurfssystematik zur Modellierung von Wertschöpfungssystemen entwickelt. Weiterhin werden zur methodischen Unterstützung der Anwenderunternehmen in QP 4.2 Standardausprägungen zur Bildung eines ganzheitlichen Wertschöpfungssystems erarbeitet. Hierbei sollen erstmalig die Abhängigkeiten von Geschäftsmodell und Wertschöpfungssystem durchgängig berücksichtigt werden.

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Zur Umsetzung von Geschäftsmodellen in die Unternehmenspraxis ist eine umfassende Planung des Transformationsprozesses notwendig, damit der Übergang vom bisherigen zum neuen Geschäftsmodell so reibungslos wie möglich verläuft. Die Grundlage für die Umsetzung des Geschäftsmodells in die Praxis bildet das Wertschöpfungssystem. Dieses umfasst die an der Leistungserbringung beteiligten Prozesse und Organisationseinheiten sowie deren Verknüpfungen bis hin zu einem branchenübergreifenden Netzwerk.

In QP 4.1 wird dazu eine Entwurfssystematik entwickelt, die aus Entwurfsraum, Modellierungssprache und Vorgehensmodell besteht. Sie befähigt die Anwenderunternehmen die benötigten Geschäftsprozesse aus dem Geschäftsmodell abzuleiten und in einem sinnvollen Wertschöpfungssystem zu verknüpfen.

Resultate:

  • Entwurfsraum für Wertschöpfungssysteme
  • Modellierungssprache zur Abbildung von Organisationseinheiten und Geschäftsprozessen in Wertschöpfungssystemen
  • Vorgehensmodell zur Operationalisierung von Geschäftsmodellen


Die im QP 4.1 entwickelte Entwurfssystematik zur Modellierung von Wertschöpfungssystemen bildet die Grundlage zur Abbildung verschiedener Konfigurationen von Wertschöpfungsnetzwerken mit unterschiedlich hohen Vernetzungsgraden. Beispiele hierfür sind u.a. Joint-Ventures zwischen konkurrierenden Unternehmen derselben Wertschöpfungsstufe, Systemmontagen von OEMs, die von spezialisierten Zulieferern just in sequence versorgt werden oder individualisierte, kundenangepasste Einzelfertigung von Werkstücken, die sich spontan und autonom ihren Weg durch ein unternehmensübergreifendes Produktionsnetzwerk suchen. Im QP 4.2 werden daher zunächst Standardausprägungen für Wertschöpfungsnetzwerke identifiziert, abgebildet und in einer Bibliothek hinterlegt. Darüber hinaus ist beabsichtigt den in QP 2 und QP 3 strukturierten Aspekten des Geschäftsmodells konsistente Ausprägungen des Wertschöpfungssystems zuzuordnen, um eine anschließende Verträglichkeitsanalyse zu ermöglichen.

Resultate:

  • Kriterien zur Charakterisierung von Standardausprägungen
  • Bibliothek mit Standardausprägungen von Wertschöpfungsnetzwerken
  • Verträglichkeitsanalyse von Wertschöpfungssystem-Ausprägungen und Geschäftsmodellmustern

Ziel dieses QP ist eine integrierte IT-Werkzeugkette, um die Ableitung von Industrie 4.0 Geschäftsmodellen – von einer Geschäftsidee zu einem Plan zur Umsetzung eines Geschäftsmodells im Kontext Industrie 4.0 – zu unterstützen.

Eine übergeordnete Vorgehenssystematik liefert einen Leitfaden zur Anwendung der Ergebnisse aus den QP 1-4 und ist flexibel für ein Unternehmen adaptierbar. Zunächst werden Prozessbausteine erarbeitet, denen Ein- und Ausgangsgrößen, Zuständigkeiten, Ressourcen, Fähigkeiten, Kennzahlen und Methoden zugeordnet werden. Danach werden Beziehungen zwischen den Prozessschritten ermittelt, die eine grobe Anordnung der Prozessschritte ermöglichen. Abschließend werden notwendige Entscheidungen und Meilensteine definiert.

Resultate:

  • Leitfaden zur Herleitung von Geschäftsmodellen im Kontext Industrie 4.0

Der erste Baustein der Werkzeugunterstützung ist eine Wissensbasis zur Speicherung der in QP 1 erarbeiteten Geschäftsmodellmuster. Als Grundlage dafür wird in Zusammenarbeit mit den QP 1.2 und 1.3 ein formales Schema zur strukturierten Beschreibung von Geschäftsmodellmustern und deren Abhängigkeiten bzw. Verträglichkeiten zueinander definiert. In QP 5.2 wird anschließend eine Wissensbasis softwaretechnisch implementiert und in Zusammenhang mit den beteiligten Partnern gefüllt.

Resultate:

  • Dokumentiertes Schema zur rechnergestützten Beschreibung von Geschäftsmodellmustern
  • Spezifikation der Wissensbasis mit allen Komponenten
  • Datenbanksystem zur Speicherung der Muster gemäß dem Schema
  • Benutzeroberfläche zur Erfassung neuer Geschäftsmodellmuster
  • Schnittstelle für den Zugriff auf Musterinformationen durch externe Werkzeuge (z. B. den Geschäftsmodellkonfigurator oder die Online-Plattform)

Der Geschäftsmodellkonfigurator soll die in QP 2 erarbeitete Methode der sukzessiven Herleitung von Geschäftsmodellen aus einer Kombination von Geschäftsmodellmustern unterstützen. Dazu muss das Werkzeug zunächst die Modellierung von Geschäftsmodellen gemäß dem in QP 2.2 erarbeiteten Schema erlauben. Zur Herleitung eines Geschäftsmodells wird die sukzessive Kombination von Geschäftsmodellmustern unterstützt, die in der Wissensbasis aus QP 5.2 abgelegten sind.

Resultate:

  • Spezifikation des Geschäftsmodellkonfigurators
  • Formale Definition der Modellierungssprache für Geschäftsmodelle
  • Spezifikation eines Austauschformats für Geschäftsmodelle
  • Geschäftsmodellkonfigurator auf Basis der Eclipse-Plattform
  • Benutzerhandbuch u. Schulungsunterlagen für den Geschäftsmodellkonfigurator


Im Anschluss an die Erarbeitung eines Geschäftsmodells mit dem Geschäftsmodellkonfigurator gilt es die Operationalisierung des Modells zu unterstützen. Dazu soll ein Operationalisierungsplaner entwickelt werden, der Editoren für die Modellierung von Wertschöpfungssystemen gemäß der in QP 4.1 definierten Sprache anbietet. Der Übergang vom Geschäftsmodell zum aus vernetzten Geschäftsprozessen bestehenden Wertschöpfungssystem soll analog der Geschäftsmodellkonfiguration in QP 5.3 durch einen interaktiven Dialog bzw. Wizard systematisch unterstützt werden.

Resultate:

  • Spezifikation des Operationalisierungsplaners
  • Formale Definition der Modellierungssprache für Wertschöpfungssysteme
  • Operationalisierungsplaner auf Basis der Eclipse-Plattform
  • Bibliothek mit Standardausprägungen von Wertschöpfungssystemen
  • Benutzerhandbuch und Schulungsunterlagen für den Operationalisierungsplaner