{"id":11309,"date":"2020-10-01T14:29:21","date_gmt":"2020-10-01T12:29:21","guid":{"rendered":"https:\/\/blog.zhaw.ch\/marketingmanagement\/?p=11309"},"modified":"2020-10-05T11:06:39","modified_gmt":"2020-10-05T09:06:39","slug":"value-creation-with-digital-twins-a-conceptual-framework-dimension-der-externen-wertgenerierung","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/blog.zhaw.ch\/marketingmanagement\/value-creation-with-digital-twins-a-conceptual-framework-dimension-der-externen-wertgenerierung\/","title":{"rendered":"Value Creation with Digital Twins \u2013 a Conceptual Framework: Dimension der externen Wertgenerierung"},"content":{"rendered":"\n

Von Linard Barth und Dr. Matthias Ehrat<\/em><\/p>\n\n\n\n

Im ersten Blogbeitrag zum Digital Twin Conceptual Framework<\/a> der Fachstelle f\u00fcr Produktmanagement<\/a> des Instituts f\u00fcr Marketing Management<\/a> wurde das Rahmenmodell im \u00dcberblick vorgestellt und m\u00f6gliche Anwendungen erl\u00e4utert.<\/p>\n\n\n\n

\"\"<\/a><\/figure>\n\n\n\n

Um die Wertgenerierung mit digitalen Zwillingen ganzheitlich zu erfassen, werden im Rahmenmodell die Dimensionen \u00abexterne Wertgenerierung\u00bb (im Markt, bei den Kunden, in der Anwendung und Nutzung), \u00abinterne Wertgenerierung\u00bb (innerhalb des Unternehmens) und die daf\u00fcr ben\u00f6tigten \u00abDatenressourcen\u00bb unterschieden. In diesem Beitrag beleuchten wir die erste Dimension \u00abexterne Wertgenerierung\u00bb. Wir erl\u00e4utern dazu die drei-Achsen der ersten Dimension und deren Spezifikationen.<\/p>\n\n\n\n

Externe Wertgenerierung<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Am meisten Beachtung findet in Innovationsprojekten jeweils die externe Wertgenerierung, da eine Mehrheit der Unternehmen beabsichtigt, durch digitale Zwillinge und die dadurch erm\u00f6glichten datenbasierten Services zus\u00e4tzliche Ums\u00e4tze oder zus\u00e4tzliche Kundenbindung zu generieren, Margen zu erh\u00f6hen und die Kundenzufriedenheit zu verst\u00e4rken. Dabei stellen sich in jedem Fall die Fragen, auf welcher Hierarchieebene des Systems (System Hierarchy Level) Wert entstehen soll, welche Bereiche des Service-Umfangs (Service Scope) verbessert werden sollen und welche F\u00e4higkeiten (Smartness Maturity) die digitalen Zwillinge daf\u00fcr aufweisen m\u00fcssen.<\/p>\n\n\n\n

\"\"<\/a><\/figure>\n\n\n\n

System Hierarchy Level<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Welche Systemstufe ist f\u00fcr uns f\u00fcr die Generierung von Wert aktuell\/in Zukunft zentral?<\/em><\/p>\n\n\n\n

Um diese Frage zu beantworten, m\u00fcssen sich Unternehmen ein Verst\u00e4ndnis des wirtschaftlichen \u00d6kosystems Ihrer Kunden und Anwender verschaffen. Dabei k\u00f6nnen theoretisch beliebig viele Ebenen unterschieden werden, von einzelnen Teilkomponenten, \u00fcber Baugruppen und Smart Connected Products, unterschiedlichen System-Ebenen bis hin zu Smart City-\/Factory- oder gar noch umfassenderen Systems-of-Systems. Wie viele Ebenen f\u00fcr die eigene Betrachtung sinnvoll sind muss im Einzelfall definiert werden, das Rahmenmodell unterscheidet die drei grunds\u00e4tzlichsten Ebenen, die aus unserer Sicht mindestens unterschieden werden sollten.<\/p>\n\n\n\n

Connected Product-Ebene<\/em><\/p>\n\n\n\n

Die Ebene des Connected Products definiert die kleinste als Instanz identifizierbare Komponente oder Baugruppe mit eigener Konnektivit\u00e4t zum Anbieter oder zu h\u00f6heren Systemen. Kommt die F\u00e4higkeit dazu, auf selbstst\u00e4ndig erfasste Daten oder R\u00fcckmeldungen zu reagieren, kann es bereits als \u00absmart\u00bb bezeichnet werden. Die wichtigsten Bestandteile eines Smart Connected Products sind in der folgenden Abbildung dargestellt.<\/p>\n\n\n\n

\"\"<\/a><\/figure>\n\n\n\n

System<\/em><\/p>\n\n\n\n

Ein System umfasst mehrere Connected Products, nutzt deren Daten und spielt ihnen auch Daten zur\u00fcck. Smart Connected Products k\u00f6nnen innerhalb des Systems direkt miteinander kommunizieren oder nur \u00fcber das System-Modul. Da ein solches System digitale (cyber) wie physische (physical) Elemente umfasst und die Erbringung von Diensten (Services) f\u00fcr Akteure (menschliche Benutzer oder andere Systeme) erm\u00f6glicht, wird es als \u00abCyber-Physical-Service-System\u00bb bezeichnet.<\/p>\n\n\n\n

<\/p>\n\n\n\n

\"\"<\/a><\/figure>\n\n\n\n

System of Systems<\/em><\/p>\n\n\n\n

Ein System-of-Systems umfasst wiederum mehrere Systeme oder kleine Teilsysteme und nutzt deren Daten und spielt ihnen auch Daten zur\u00fcck. Die Systeme innerhalb eines Systems-of-Systems k\u00f6nnen sehr hohe Autonomie besitzen und direkt mit anderen Systemen kommunizieren. System of Systems nutzen f\u00fcr deren Realisierung und Betrieb regelm\u00e4ssig Plattformdienste von Drittanbietern.<\/p>\n\n\n\n

<\/p>\n\n\n\n

\"\"<\/a><\/figure>\n\n\n\n

Service Scope<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Wo liegt der Hauptfokus der Generierung von Wert unserer Leistungen?<\/em><\/p>\n\n\n\n

Diese Frage ist insbesondere deshalb von hoher Relevanz, da hier die Bed\u00fcrfnisse der Kunden mit der eigenen Value Proposition in Einklang gebracht werden m\u00fcssen und in vielen F\u00e4llen ein zumindest teilweiser Zielkonflikt zwischen den drei grundlegenden Felder des Leistungsfokus besteht. Wird zum Beispiel die Performance in den Mittelpunkt ger\u00fcckt, m\u00fcssen u.U. Abstriche bei der Lebensdauer, h\u00f6here Ausfallwahrscheinlichkeiten (Availability) oder geringere Qualit\u00e4t in Kauf genommen werden.<\/p>\n\n\n\n

Availability<\/em><\/p>\n\n\n\n

Bei vielen insbesondere industriellen G\u00fcter und Anlagen ist das Ziel eine maximale rsp. optimale Verf\u00fcgbarkeit und Kapazit\u00e4tsauslastung zu erreichen. Dabei gibt es hinsichtlich der Anforderungen grosse Unterschiede, so sollten zum Beispiel Data Center, welche kritische Daten speichern und verwalten nie ausfallen. Steht der Einsatz f\u00fcr wechselnde Aufgaben im Vordergrund, soll dieser Wechsel m\u00f6glichst optimal (schnell, automatisch, fehlerfrei) erfolgen.<\/p>\n\n\n\n

Performance<\/em><\/p>\n\n\n\n

Ziel ist die Steuerung (Maximierung oder Optimierung) des Output\/Input-Verh\u00e4ltnisses der Ressourcen des Unternehmens. Grunds\u00e4tzlich kann ceteris paribus durch eine Reduktion der Inputfaktoren als auch durch eine Erh\u00f6hung der Outputfaktoren die Performance gesteigert werden. Im Fokus stehen dabei die monet\u00e4ren Kosten sowie die Durchlaufzeiten f\u00fcr bestimmte Prozesse.<\/p>\n\n\n\n

Quality<\/em><\/p>\n\n\n\n

Ziel ist die bestm\u00f6gliche Erreichung der Qualit\u00e4tsanforderungen der Akteure. Die qualitativen Faktoren sind vielseitiger als die Availability oder die Performance und m\u00fcssen aus Sicht der Kunden eruiert werden \u2013 dabei k\u00f6nnen neben klassischen Qualit\u00e4tsfaktoren zus\u00e4tzliche Elemente wie beispielsweise Anwenderzufriedenheit (z.B. Arbeitssicherheit, Reduktion von Stressoren wie L\u00e4rmemissionen, User Experience und Usability) oder die Erf\u00fcllung von Regularien (z.B. ISO-Standards) oder Nachhaltigkeitsthemen (z.B. CO2-Neutralit\u00e4t) definiert werden.<\/p>\n\n\n\n

Smartness Maturity<\/strong><\/h2>\n\n\n\n

Welches Mass an Intelligenz und F\u00e4higkeiten ist\/wird erforderlich?<\/em><\/p>\n\n\n\n

Die Beantwortung h\u00e4ngt in grossem Masse davon ab, was hinsichtlich des \u00abSystem Hierarchy Levels\u00bb und des \u00abService Scopes\u00bb definiert wurde. Zum einen sind generell je nach Service Scope unterschiedliche Reifegrade erforderlich, zum anderen gilt es festzustellen, in welcher Instanz auf welchem System Hierachy Level diese integriert werden sollten. Eine Instanz kann dabei sowohl ein einzelnes (individuelles) Connected Product, System oder auch System of Systems sein.<\/p>\n\n\n\n

Control<\/em><\/p>\n\n\n\n

Im Reifegrad \u00abControl\u00bb kann die Instanz ferngesteuert werden oder steuert sich selbst anhand festgelegter Grenzwerte (horizontale Linien in Abbildung 6). Dabei sind nicht nur die Grenzwertkategorien, sondern auch deren H\u00f6he voreingestellt und werden von der Instanz selbst nicht ver\u00e4ndert. Die dadurch realisierbaren Reaktionen, wie z.B. Notausschaltungen, senden von Alarmen oder erzeugen von Ampelsystemen sind simpel, k\u00f6nnen jedoch bereits enorme Mehrwerte generieren.<\/p>\n\n\n\n

Optimize<\/em><\/p>\n\n\n\n

Im Reifegrad \u00abOptimize\u00bb kann die Instanz ihre Reaktionen selbstst\u00e4ndig optimieren, zum Beispiel durch ein Anpassen der festgelegten, normierten Grenzwerte anhand eigener \u00abErfahrungen\u00bb bzw. Erfahrungen typen-gleicher Instanzen. Dadurch k\u00f6nnen sowohl die bereits auf dem \u00abControl\u00bb Level m\u00f6glichen Mehrwerte verbessert als auch zus\u00e4tzliche Mehrwerte generiert werden, wie z.B. Selbstkalibrierung\/-einstellung, Prozessoptimierung usw.<\/p>\n\n\n\n

Autonomy<\/em><\/p>\n\n\n\n

Die Instanz optimiert ihre eigene Viabilit\u00e4t eigenst\u00e4ndig, legt z.B. neue Grenzwertkategorien auf Basis automatisierter Ursachenanalysen fest oder optimiert konfligierende Ziele hinsichtlich des Service-Scopes. Im Vergleich zum Reifegrad \u00abOptimize\u00bb bedeutet das, das die Instanz \u00fcber eine eigene maschinelle Lernf\u00e4higkeit im erforderlichen Mass verf\u00fcgt.<\/p>\n\n\n\n

\"\"<\/a><\/figure>\n\n\n\n

Ausblick<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Die M\u00f6glichkeiten zur Wertgenerierung mit digitalen Zwillingen sind sehr umfangreich und k\u00f6nnen je nach Unternehmen und Anwendung sehr unterschiedlich ausfallen. In zuk\u00fcnftigen Beitr\u00e4gen werden wir die weiteren Dimensionen erl\u00e4utern.<\/p>\n\n\n\n

Das in diesem Beitrag vorgestellte Rahmenmodell wurde im April 2020 im Rahmen der \u00abInternational Conference on Information Science and Systems\u00bb publiziert<\/a> und wird auf Anfrage<\/a> gerne zugesendet. Das Modell wird zudem kontinuierlich hinsichtlich des Einsatzes in der Praxis optimiert, wir freuen uns daher \u00fcber jegliches Feedback oder gar die Kontaktaufnahme zwecks Gedankenaustauschs hinsichtlich konkreter Anwendungen und deren praktischen Umsetzung.<\/p>\n\n\n\n

Autoren & Kontakt<\/strong><\/p>\n\n\n\n

\"\"<\/a><\/figure>\n\n\n\n

Linard Barth ist Wissenschaftlicher Mitarbeiter, Projekt- und Studiengangleiter am Product Management Center<\/a> der ZHAW. Seine Interessen gelten in erster Linie dem Zusammenspiel einzelner Elemente in gr\u00f6sseren Systemen und wie diese konsistent nachhaltig funktionierend ausgerichtet werden k\u00f6nnen. Dazu erforscht er den Einfluss von Internet of Things, Smart Connected Products und Digitalen Zwillingen auf Business Modelle und Value Propositions. Als ehemaliger Gr\u00fcnder schl\u00e4gt sein Herz insbesondere f\u00fcr Start-Ups, Entrepreneure und innovative Firmen, welche die genannten Konzepte in der realen Welt umsetzen und ber\u00e4t diese in unterschiedlichen Projekten. Nebenbei leitet er den Studiengang CAS Pricing & Sales<\/a>, ein Weiterbildungsangebot des Instituts f\u00fcr Marketing Management der ZHAW.<\/p>\n\n\n\n

linard.barth@zhaw.ch<\/a> \/ Telefon +41 58 934 68 67<\/p>\n\n\n\n

\"\"<\/a><\/figure>\n\n\n\n

Dr. Matthias Ehrat ist Dozent, Projektleiter und Start-up Coach am Product Management Center<\/a> der ZHAW. Bereits seit seiner Ausbildung an der Eidgen\u00f6ssischen Technischen Hochschule (ETH) und der Universit\u00e4t St. Gallen (HSG) faszinieren ihn technologiegetriebene Innovationen. Durch langj\u00e4hrige Erfahrungen in verschiedenen Positionen in der Anlagenbau-Industrie konnte er sich ein breites Wissen im Betriebsmanagement aneignen. Er h\u00e4lt selbst mehrere Patente und ber\u00e4t Start-ups bez\u00fcglich den Schutzm\u00f6glichkeiten und der Anmeldungsverfahren ihrer technologischen Entwicklungen. Nebenbei leitet er den Studiengang CAS Industrial Product Management<\/a>, ein Weiterbildungsangebot des Instituts f\u00fcr Marketing Management der ZHAW.<\/p>\n\n\n\n

matthias.ehrat@zhaw.ch<\/a> \/ Telefon +41 58 934 66 31<\/p>\n

Schlagw\u00f6rter: Digital Twin<\/a>, Digitaler Zwilling<\/a>, IMM<\/a>, Informationstechnologie<\/a>, Institut f\u00fcr Marketing Management<\/a>, Linard Barth<\/a>, Matthias Ehrat<\/a>
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