ERP-Technologie

Zukunftsorientierte Industrielle Smart Services

Aktuelle Technologien und agile Methoden

Lesedauer: 8 Minuten

25. Oktober 2021 von Daniela Fehrenbach, Abdul Rahman Abdel Razek, Christian van Husen

Zukunftsorientierte Industrielle Smart Services

Smart Services nehmen seit den letzten fünf Jahren eine immer wichtigere Rolle ein. Dennoch hat sich bislang keine einheitlich anerkannte Definition von Smart Services verbreitet. Dieser Beitrag soll ein klareres Verständnis für Smart Services vermitteln. Des Weiteren wird das Thema Service Prototyping aufgenommen. Service Prototyping ist eine neuartige Technik, die einen Service erlebbar macht, bevor dieser überhaupt existiert. Service Prototyping wird angewendet, um Smart Services zu entwickeln. Service Prototyping ermöglicht detailliertes Kundenfeedback in einer frühen Entwicklungsphase, um den Prototyp iterativ weiterzuentwickeln. Methodisch werden hierfür vier Gestaltungsdimensionen (Umgebung, Prozess, Artefakte und Akteure) eingesetzt. Die größte Herausforderung besteht hierbei in der Kombination aller vier Dimensionen, um ein realitätsnahes Service-Erlebnis zu generieren. 

Smart Services 

Digitalisierung und Servitization, d. h. servicebasierte Geschäftsmodelle, sind derzeit prägende Trends in deutschen Unternehmen. Unternehmen versprechen sich von diesen zukunftsorientierten Angeboten erhebliche Wachstumschancen. Mithilfe von digitalen Technologien wie beispielsweise Datensammlung und -analyse, Remote-Überwachung und -Diagnosen von Anlagen sowie Kundenanalyse und individualisierten Angeboten erweitern Unternehmen ihr Service-Portfolio. Dadurch können neue Geschäftsmodelle geschaffen und völlig neue Geschäftsfelder erschlossen werden. Im Jahr 2015 waren weltweit etwa 15 Mrd. Produkte mit dem Internet verbunden. Bis Ende 2021 werden ca. 46 Mrd. Produkte erwartet. Smart Services gehören hier zu den am meisten diskutierten Themen in produzierenden Unternehmen [1, 2]. Diese Dienstleistungen ergänzen Smart Products, welche über das Internet vernetzt sind. Die datengetriebenen Geschäftsmodelle der Smart-Service-Welt stellen den Nutzer in den Mittelpunkt.

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Bild 1: Pay-per-Use-Produktionslinien-Prototyp, basierend auf Virtual Reality.

Die Thematik wurde in den vergangenen fünf Jahren in Forschungsprojekten und auch wissenschaftlichen Beiträgen intensiv behandelt. Dennoch konnte sich bislang keine einheitliche Definition von Smart Services durchsetzen. Smart Services stellen hier eine neue Art von Product-Service-Systemen (PSS) dar, indem sie auf völlig neue Weise Sachprodukte, analoge und digitale Dienstleistungen kombinieren und als Gesamtsystem fungieren [3]. Analysen, Diagnosen und Empfehlungen werden in der Smart-Service-Welt automatisiert generiert und sind damit jederzeit verfügbar [4]. Lim und Maglio definieren Smart Services als Verbindung von Objekten, Kunden und Anbietern über Smart Devices sowie innerhalb von Smart Environments [5]. Auf dieser Basis definieren wir: „Bei Smart Services handelt es sich um digitalisierte und individualisierte Dienstleistungen, die in einem vernetzten Ecosystem erbracht werden.“ [6] Bei der Betrachtung von Smart Services erfolgt in diesem Beitrag eine Fokussierung auf produzierende Unternehmen und PSS. 

Smart Service Innovation

Smart Services decken auch im industriellen Kontext ein sehr breites Spektrum ab und können unterschiedlichste Ausprägungen haben. Zur Strukturierung industrieller Smart Services unterscheiden wir daher Smart Solutions, Smart Maintenance und Smart Training [6].

Smart Solutions implizieren datenbasierte und kundenindividuelle Lösungen. PSS bieten hier die Möglichkeit, komplett neue Geschäftsmodelle zu entwickeln. Smart Solutions werden auf Basis digitaler Daten aus Sensorik, Analysen und Trendforschung entwickelt. Die digitale Vernetzung von Sensorik innerhalb des Betriebes ist dabei essenziell. Durch die Datenanalyse können wichtige Fortschritte für die Weiterentwicklung der Maschinen sowie die Entwicklung integrierter Industrie-4.0-Themen erzielt werden. Ziel ist eine bestmögliche Lösung für den Kunden, die auf dessen individuelle Bedürfnisse zugeschnitten ist. Ein Beispiel hierfür ist das Abrechnungsmodell Pay-per-Use für eine Verpackungsanlage. Pay-per-Use arbeitet mit einer nutzungsabhängigen Vergütung. Der Kunde muss keine Verpackungsanlage kaufen, sondern zahlt nur für die Dienstleistung.

Smart Maintenance beschreibt eine intelligente Form der Instandhaltung, welche vor allem durch den Fortschritt der Digitalisierung und Industrie 4.0 geprägt ist. Ziel ist die digital unterstützte und bedarfsgerechte Herstellung von Ersatzteilen und dadurch die Maximierung von technischer und ökonomischer Wirksamkeit von Instandhaltungsmaßnahmen. Durch die sensorische Überwachung des aktuellen Zustandes von Produktionseinrichtungen soll der Nutzer in die Lage versetzt werden, gezielte Diagnosen zu stellen und mögliche Ausfälle vorherzusagen. Somit soll eine nutzungsabhängige Instandhaltung ermöglicht werden, um eine Wartung zum optimalen Zeitpunkt durchzuführen. Ersatzteile können somit bedarfsgerecht erstellt werden, wenn diese benötigt werden. Über einen längeren Zeitraum gesehen können mithilfe von Smart Maintenance mögliche Schwachstellen bei bestimmten Ersatzteilen identifiziert und exaktere Lebensdauern bestimmt werden. Ein Beispiel für Smart Maintenance ist der 3D-Scan und -Druck im Ersatzteilmanagement. Dazu wurde ein digitales Ersatzteillager eingerichtet, um eine Ersatzteileigenfertigung mittels 3D-Druck zu ermöglichen.

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Bild 2: 3D-Scan und -Druck im Ersatzteilmanagement.

Smart Trainings umfassen verschiedene Trainings-, Anleitungs- und Übungsmöglichkeiten, welche hauptsächlich digital zur Verfügung stehen. Hierdurch soll dem Nutzer ein intensives Verständnis für komplexe Vorgehensweisen durch ein individualisiertes Training vermittelt werden. Dafür werden immersive Technologien, wie Augmented Reality, Virtual Reality oder Mixed Reality eingesetzt. Durch die Digitalisierung von Smart Training können diese meist standortunabhängig durchgeführt werden, ohne dass ein Experte vor Ort sein muss. Ein weiterer Vorteil ist der Self-Service der Trainings, welche ohne aufwändige Einweisung beliebig oft genutzt werden können. Neben immersiven Technologien werden hierbei unter anderem auch verschiedenste Sensorik, Wearables und Visualisierungen angewandt. Ein Beispiel für Smart Training ist eine Augmented-Reality-Anleitung. Benutzerhandbücher oder Wartungs-Apps werden dabei vom Produktanbieter bereitgestellt. Durch den Einsatz von Augmented Reality soll dem Kunden ein intensives Verständnis für die vorgegebenen Abläufe vermittelt werden.

Smart Service Prototyping

Zur systematischen Entwicklung von Smart-Service-Leistungen ist ein umfassendes Service Engineering erforderlich [4]. In Zeiten, in denen Geschwindigkeit bei der Entwicklung zählt, erscheint ein agiles Vorgehen bei der Entwicklung besonders wünschenswert [7]. Service Prototyping ist eine Vorgehensweise, die Repräsentationen von vollständigen oder ausschnittsweisen Dienstleistungen zur Unterstützung von Kreation, Evaluation und Kommunikation nutzt, bevor diese Leistung endgültig existiert [8]. Im Zuge der Individualisierung und auch Globalisierung müssen die Dienstleistungen an unterschiedlichste Rahmenbedingungen angepasst werden [9]. Dabei müssen zahlreiche Partner, Akteure, Kunden und Entscheidungsträger in den Entwicklungsprozess eingebunden werden [9]. Die Visualisierung in erlebbaren Prototypen ermöglicht die aktive Einbindung von Stakeholdern in die Entwicklung. Auf diese Weise unterstützt Service Prototyping grundsätzlich drei Zwecke, die während der Entwicklung von Bedeutung sind: das Explorieren, Evaluieren und Kommunizieren [10]. Durch frühzeitiges Testen und Iteration soll einerseits erreicht werden, dass Servicekonzepte eine höhere Qualität und Kundenorientierung erlangen, andererseits soll die Erfolgswahrscheinlichkeit und Effizienz der Entwicklung erhöht werden, indem das nachträgliche Ausbessern von Fehlern und Unzulänglichkeiten in späten Entwicklungsphasen reduziert oder ganz vermieden wird [7]. Service Prototyping erfordert den innovativen Einsatz aktueller Prototyping-Prozesse, -Methoden und -Tools [8]. Durch den prototypischen Ansatz soll bewusst erreicht werden, dass der Entwicklungsprozess flexibel und iterativ wird [9]. Dabei werden Elemente aus verschiedenen Entwicklungsansätzen berücksichtigt. Die Inhalte des linearen Service Engineering werden nicht linear verfolgt, sondern als Schlüsselaktivitäten berücksichtigt und mit einer agilen Vorgehensweise unter Einsatz von Prototypen verknüpft [11]. Im Vergleich zum Prototyping physischer Produkte wird für das Service Prototyping ein spezieller Ansatz benötigt, da nicht nur physische Objekte, sondern verschiedene Betrachtungsdimensionen gestaltet werden müssen. Der zu entwickelnde Service muss dabei aus der Perspektive verschiedener Akteure erlebbar sein, sodass Entwickler, Manager oder Kunden den Service-Prototypen dazu nutzen können, um sich das finale System einer Dienstleistung vorzustellen und zu beurteilen [12]. Die Darstellung der späteren Leistung in den Prototypen erfolgt in den Dimensionen Prozess, Umgebung, Artefakte und Akteure [9]. Durch das Zusammenspiel aller Dimensionen soll ein realitätsnahes Service-Erlebnis geschaffen werden. Die größte Herausforderung besteht dabei in der Kombination aller Dimensionen.

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Bild 3: Smart-Training-Beispiel, basierend auf Augmented Reality. 

Fazit und Ausblick

Die aktuell zu beobachtenden Entwicklungen führen zu einer deutlichen Komplexitätssteigerung bei dem Entwicklungsobjekt Service in Bezug auf die Anzahl der beteiligten Akteure, Organisationen, Schnittstellen, technischen Komponenten, der zu verarbeitenden Daten sowie der individualisierten Lösungen. Smart Services ergänzen vermehrt das Leistungsspektrum produzierender Unternehmen und rücken in den Fokus von Entwicklungsaktivitäten. Mit den Inhalten dieses Entwicklungsobjekts müssen sich allerdings auch die Entwicklungsprozesse und -methoden weiterentwickeln.

Eine Herausforderung besteht aktuell darin, ein einheitliches Verständnis zu erreichen. Der vorliegende Artikel versucht einen Beitrag dazu zu leisten, indem dieses einheitliche Verständnis von Smart Service vermittelt wird. Damit werden drei grundsätzlich unterschiedliche Zielrichtungen häufig angebotener Smart Services abgedeckt. Smart Maintenance betrifft das Angebot datenbasierter Leistungen für eine intelligente Instandhaltung. Smart Training bezieht sich auf die digital unterstützte, individualisierte und kontextbezogene Bereitstellung von Wissen. Smart Solutions umfassen vor allem das Angebot von Produkt-Service-Systemen im Rahmen neuer Geschäftsmodelle. 

Service Prototyping stellt einen innovativen Ansatz dar, der für die Entwicklung solch komplexer Leistungen besonders geeignet erscheint. Mit unserer Erfahrung im Bereich Smart-Service-Entwicklung und Smart-Service-Prototyping konnten wir bereits Unternehmen unterstützen. Ebenso bietet unser Smart-Service-Kompetenzzentrum in Furtwangen die Möglichkeit, Smart Services und Smart-Service-Technologien anzuwenden, Prototypen zu erstellen und zu testen. Weitere Informationen zum Kompetenzzentrum Smart Services finden Sie unter folgendem Link: https://smart-service-bw.de/   

DigitalisierungService PrototypingServitizationSmart Services


[1] Optehostert, F./Jussen, P. (2016): Mensch und Technologie – neue Herausforderungen im Kontext der Industrie 4.0, KVD-Service-Studie 2016, Aachen.

[2] Optehostert, F./Jussen, P. (2017): Datennutzung und -potenziale im Service, KVD-Service-Studie 2017, Aachen.

[3] Bullinger, H.J./Meiren, T./Nägele, R. (2015): Smart Services in Manufacturing Companies, in: 23rd International Conference on Production Research, ICPR 2015. Manila, S. 7–14, 2015.

[4] Kagermann, H./Riemensperger, F./Hoke, D./Schuh, G./Scheer, A.W./Spath, D./Leukert, B./Wahlster, W./Rohleder, B./Schweer, D. (2015): Smart Service Welt: Umsetzungsempfehlungen für das Zukunftsprojekt Internetbasierte Dienste für die Wirtschaft. acatech – Deutsche Akademie der Technikwissenschaften, Berlin.

[5] Lim, C./Maglio, P. P. (2018): Data-driven understanding of smart service systems through text mining, in: Service Science, 10 (2), S. 154–180.

[6] Husen, C. van; Abdel Razek, A. R.: Entwicklung von Smart-Service-Leistungen mit Einsatz neuer Technologien, in: Bruhn, M.; Hadwich, K. (Hrsg.): Künstliche Intelligenz im Dienstleistungsmanagement, Wiesbaden, 2021, im Erscheinen.

[7] Husen, C. van/Abdel Razek, A. R. (2020): Vom Prozessmodell zum digital erlebbaren Prototypen – Pay-per-use-Konzept für eine Verpackungsanlage, in: Bruhn, M.; Hadwich, K. (Hrsg.): Automatisierung und Personalisierung von Dienstleistungen, Wiesbaden, im Erscheinen.

[8] Abdel Razek, A. R./Husen, C. van/Pallot, M./Richir, S. (2017): Innovation by Service Prototyping – Design Dimensions and Attributes, Key Design Aspects, and Toolbox, in: Proceedings of ICE 2017, 27.-29.6.2017, Funchal, S. 588–593.

[9] Husen, C. van/Imran, S./Raban, M./Abdel Razek, A.R. (2019): Entwicklung kooperativer Dienstleistungen durch Service Prototyping, in: Bruhn, M.; Hadwich, K. (Hrsg.): Kooperative Dienstleistungen, Wiesbaden, S. 383–406.

[10] Blomkvist, J. (2014): Representing Future Situations of Service: Prototyping in Service Design, Linköping.

[11] Abdel Razek, A.R./Raban, M./Hengels, A./Husen, C. van (2020a): Einführung, in: Husen, C. van/Ovtcharova, J. (Hrsg.): Multidimensionales Service Prototyping, S. 8–41.

[12] Abdel Razek, A.R./Hengels, A./Elstermann, M./Husen, C. van (2020b): Multidimensionales Service Prototyping, in: Beverungen, D./Stich, V./Schumann, J. H./Strina, G. (Hrsg.): Digitale Dienstleistungsinnovationen – Transformationspfade und betriebliche Anwendungen, im Erscheinen.




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