Methodik zur Orchestration kooperativer Smart Services in der Smart Factory

Abstract

Um den Herausforderungen des 21. Jahrhunderts zu begegnen, müssen sich produzierende Unternehmen an die externe Komplexität des Marktes anpassen. Ein Enabler für die notwendigen Anpassungen ist die Digitalisierung. Im industriellen Umfeld werden die Potenziale der Digitalisierung im Rahmen von Industrie 4.0 verortet. Industrie 4.0 wird in drei Dimensionen unterteilt: Smart Factory, Smart Products und Smart Services. In der Smart Factory wollen Fabrikbetreiber ihre Prozesse kontinuierlich optimieren. Mithilfe von Smart Services können Optimierungspotenziale identifiziert und realisiert werden. In der Praxis erfolgt die Umsetzung von Smart Services zunehmend in Wertschöpfungsnetzwerken mit mehreren rechtlich selbstständigen Akteuren. Mangelndes Vertrauen, Kooperationsbereitschaft, Skalierbarkeit, Gewinnverteilung und ungünstige Rahmenbedingungen erschweren die Umsetzung von Smart Services. Die nachhaltige Kooperation der beteiligten Akteure ist ein kritischer Erfolgsfaktor. In dieser Arbeit wird eine Methodik vorgestellt, die erstmalig die Kostenersparnis aus Smart Services transparent auf alle Akteure verteilt, sodass die Kooperation für alle Beteiligten vorteilhaft ist. Die Methodik koordiniert die Zusammenarbeit der Akteure im Wertschöpfungsnetzwerk der Smart Factory. Maschinen- und Komponentenlieferanten werden in die Pflicht genommen, die für Smart Services notwendigen Daten aus ihren Betriebsmitteln und Fertigungsprozessen in der erforderlichen Datenqualität zur Verfügung zu stellen. Der Serviceanbieter wird mithilfe der Daten befähigt, Optimierungspotenziale für den Fabrikbetreiber zu realisieren. Um die Zusammenarbeit zwischen den Akteuren langfristig zu sichern, beteiligt der Serviceanbieter die Datenanbieter auf Grundlage der zur Verfügung gestellten Daten am Umsatz. Die entwickelte Methodik wird auf ein Fallbeispiel angewendet. Die vorgeschlagenen Werkzeuge und Vorgehensweisen sind mit Akteuren dieses Netzwerks validiert. Die Erfassung und Verteilung von Kostenersparnissen führt nach Meinung der elf Validierungsteilnehmer zu einer höheren Kooperationsbereitschaft zwischen den Akteuren. To meet the challenges of the 21st century, manufacturing companies must adapt to the market’s external complexity. One enabler for the necessary adjustments is digitization. In the industrial environment, the potential of digitization is located within Industry 4.0. It is divided into three dimensions: Smart Factory, Smart Products and Smart Services. In the Smart Factory, factory operators want to continuously optimize their processes. Optimization potential can be identified and realized with the help of smart services. The service provider cannot fulfill this task without exchanging data with other players. Furthermore, lack of trust, willingness to cooperate, scalability, profit distribution and unfavorable framework conditions make the implementation of Smart Services difficult. Although there are established methods for identifying and developing smart services, companies have only limited knowledge and a low level of cross-company implementation and deployment. In practice, smart services are increasingly implemented via business ecosystems. The sustainable cooperation of the participating companies is a critical success factor. In this work, a methodology is presented that transparently distributes the cost savings from Smart Services, so that the cooperation is beneficial for all parties involved. The methodology coordinates the actor’s cooperation in the smart factory’s value network. Machine and component suppliers will be asked to provide the necessary data from their operating equipment and manufacturing processes in the required data quality for Smart Services. With the help of the data the service provider can realize optimization potentials of the factory operator. The service provider involves the stakeholders in revenue based on the data provided. The developed methodology is applied to a case study with a real business ecosystem. The proposed tools and procedures are validated with the actors of this network. According to the eleven participants, the recording and distribution of cost savings led to a higher willingness to cooperate between the actors of this value network.