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Digitale Geschäftsmodelle in der Industrie 4.0

Status-Quo und Transformationsprozess

Written by H. Lange

Paper category

Master Thesis

Subject

Business Administration>General

Year

2016

Abstract

Masterarbeit Digitale Geschäftsmodelle in der Industrie 4.0: Die „Digitalisierung“ ist in den aktuellen wissenschaftlichen und wirtschaftlichenDiskussionen eines der prägendstenThemenweltweit. Mit der tiefgreifenden Beeinflussungvon Gesell-schaft, Wirtschaft und Technik mittelsneuerdigitalerTechnologien werden bestehende Ord-nungen revolutioniert. Digitalisierung ist nicht mehrnur eine reintechnische Veränderung, son-dern durchdringt jede bisher gekannte Konfirmation und verändert sie.1Unternehmen wie Apple, Amazon, Facebook oder Google,die innerhalb von wenigenJahrzehnten an der West-küste der USA entstandensind, gehörenheute zu den wichtigsten und mächtigsten Konzer-nender Welt. Mit ihren disruptiven Geschäftsmodellen revolutionierensiedie Grundprinzipien ganzer Branchen.Mit den Projekten im Bereich des autonomen Fahrens,derRaumfahrt oderdes maschinellenLernenssetzen sie Meilensteine in der technologischen und gesellschaftli-chen Entwicklung der Zukunft.Mit der „Industrie 4.0“ bzw. „Industrial Internet of Things“ breitet sich diese Digitalisierung nun auch in die „traditionelle“ Industrie aus. Algorithmen, Big Data, Cloud, intelligenteSysteme, Sensorik und Vernetzung sind Herausforderungen für die digitale Industrie der Zukunft. Die neue Technologie ermöglicht es den Unternehmen,vollkommen neue Formen der Wertschöp-fung zu generieren. Gerade für Deutschland, miteinem traditionell starken Industriesektor, ist es die Aufgabe deutscherIndustrieunternehmen,ihre bestehenden Geschäftsmodelle zu hin-terfragen und digital weiterzuentwickeln. Die neuen digitalen Geschäftsmodelle sind dabei der Ausgangspunkt für die zukünftige Wettbewerbsfähigkeit der deutschen Industrie auf dem Welt-markt. Fraglich ist jedoch,ob deutsche Unternehmen bereits diese Herausforderungen erkannt ha-ben.Das Ausnutzen aller technologischen und digitalen Potenziale spieltin den Geschäfts-modellen der Zukunft eine immer wichtigere Rolle. Zwar wird in vielen Artikelnund Publikatio-nenvon neuen Geschäftsmodellen durch Industrie 4.0 gesprochen, es mangelt aberoftmals an konkreten Beispielen.2Auch ist nicht geklärt,wie die digitale Transformation von Geschäfts-modellen in der deutschen Industrie vorgenommen werden soll. Um weiterhin wettbewerbsfä-hig zu bleiben, müssen die Unternehmen zur Digitalisierung ihrer Wertschöpfungsprozessekonkrete Veränderungen am Geschäftsmodell vornehmen. Den Unternehmen fehlt es jedochoftmals noch an der notwendigenerfolgsversprechendenVorgehensweise.3Zielsetzung dieser Arbeit ist eszwei grundsätzliche Forschungsfragen zu digitalen Geschäfts-modellen in der Industrie 4.0 zu klären:•Frage 1:Welche Geschäftsmodelle (bzw. -muster) haben sich aktuell in der Industrie 4.0 entwickelt?1Vgl. Kollmann/Schmidt (2016), S. 4.2Vgl. Bauernhansl (2014), S. 16; Braun (2016); BMWi (2016a), S. 37ff.; Obermaier (2016), S. 16. 3Vgl.Becker (2015), S. 11ff.; Kollmann/Schmidt (2016), S. 31f.; Schwab (2016), S. 10. 2•Frage 2:Wie kann die digitaleTransformation von Geschäftsmodellen in der Industrie 4.0 gelingen?Mit der Beantwortung dieser beiden Fragen zum Status-Quo und zum Vorgehen bei der Trans-formation soll Unternehmen und Wissenschaft Hilfestellung gegeben werden,die Herausfor-derungen der Industrie 4.0für den zukünftigen Erfolgzu bewältigen. Dazu wird in Kapitel 2 zunächst eine theoretische Eingrenzung der digitalen Geschäftsmodelle in der Industrie 4.0 vorgenommen. Es wird definiert welche Technologien maßgeblichen Ein-fluss haben, wie der Aufbau von (digitalen) Geschäftsmodellen erfolgt und welche aktuellen Ansätze zur digitalen Transformation eines Geschäftsmodells vorliegen. In Kapitel 3 folgt auf Basis von Anwendungsbeispielen eine Untersuchung zum Status-Quo von digitalen Ge-schäftsmodellen in der Industrie 4.0. Mit Hilfe dieser Analyse kommt es zur Konzeption eines Vorgehensmodells (Kapitel 4), mit dem deutsche Unternehmen die digitale Transformation ih-res Geschäftsmodells vornehmen können. Dabei werden Einflüsse aus bestehenden Trans-formationsmodellenund IT-orientierten Ansätzenzu einem neuen Modell verbunden. In Kapi-tel 5 erfolgt die Einordnungder Ergebnisse/des Modells für die Praxis und Wissenschaft. Hier sollen neue Denkanstöße für die digitale Transformationan Praktiker und Forscher gegeben werden. Abschließend erfolgt in Kapitel 6 eine Zusammenfassung der Erkenntnisse und gibt einen Ausblickauf den zukünftigen Einfluss von digitalen Geschäftsmodellen in der Industrie 4.0. 32 Theoretische Grundlagen2.1Grundlagen von Industrie 4.0„Industrie 4.0“ stehtin der aktuellen gesellschaftlichen Diskussionals Synonymfür die digitale Transformation der deutschen Industrie,umdie gegenwärtige und zukünftige Wettbewerbsfä-higkeit zu gewährleisten. Die Nutzung des Begriffes in Wirtschaft oder Medien geschieht dabeizumeistohne einegenaueDefinitionoder Bezeichnungwas Industrie 4.0eigentlichgenau ist.In diesem Abschnitt wirdzunächst eine Eingrenzung des Begriffesvorgenommen, die techno-logischen Kernelementevorgestellt undmit weiteren Begriffen der aktuellen digitalen Trans-formation in Verbindung gebracht.Industrie 4.0 wurde ursprünglichalsName eines Zukunftsprojektes im Rahmen der High-Tech Strategie 2020 der Bundesregierung im Jahre 2011 eingeführt.4Industrie 4.0beschreibtdie „vierte industrielle Revolution“ in Deutschland.5Diese baut auf denbisherigen historischen industriellen Revolutionen auf: Nutzung der Wasser-und Dampfkraft (1. Revolution), Einfüh-rung arbeitsteiliger Massenproduktion mittels elektrischer Energie (2. Revolution)sowie Ein-satz von IT und Elektronik zur weiteren Automatisierung der Produktion (3. Revolution). Diese werden nun durch die neuevierte industrielle(digitale)Revolution fortgeführt.6Hierbei steht die starke Integrierung internetgestützter Informations-und Kommunikationstechnologie (IKT) in industrielle Prozesse im Vordergrund.7Durch die Bildung der „Plattform Industrie 4.0“ und der medienwirksamen Bekanntgabe auf der Hannover Messe 2013 wurde der Begriff „Industrie 4.0“ in vielen Teilen der Wirtschaft & Forschung schnell bekannt.8Bei der Plattform Industrie 4.0 handelt es sich, um einen Zusam-menschluss von Verbänden und Institutionen aus Wirtschaft, Forschungund Gesellschaft, de-ren Ziel die Erarbeitung von Handlungsempfehlungen, Standards, Forschungsthematikenund Identifizierung geeigneter Anwendungsbeispieleist.9Unabhängig von seiner Nutzung,als Begriff für Initiativen oder Forschungsprojekte der Bun-desregierung, hat sich „Industrie 4.0“in den Sprachgebrauch vonWirtschaft und Gesellschaftinflationärverbreitet. Er ist geradezu zu einem Mode-und Hypewort zur Beschreibung von technischen Fortschritt in der Industrie geworden und hat den Begriff „Industrie 4.0“ dadurch stark „verwässert“.10Auch in der Wissenschaft gibt es keine eindeutige und klar abgegrenzte akzeptierte Definitionvon Industrie 4.0. Die konkreteAbgrenzung zu anderen Forschungsgebieten und -begriffen ist 4Vgl. BMBF (o. J.); Hermann et al. (2015), S. 5.5Vgl. Kagermann et al. (2013), S. 22; Roth (2016b), S. 5.6Vgl. Kagermann et al. (2013), S. 17; Roth (2016b), S. 5; Schwab(2016), S. 17.7Vgl. Kaufmann (2015), S.4;Bauernhansl (2014), S. 5f.8Vgl. Dais (2014), S. 625.9Vgl. BMWi (2016b).10Vgl. Roth (2016a), S. V. 4aufgrund der hohen Komplexität und Neuartigkeit des Themengebietsnochsehr schwierig. KAGERMANN ET AL.(2013)prägen zwar in ihrerVeröffentlichung den Begriff „Industrie 4.0“, geben aber keine klare Definitionwas Industrie 4.0 eigentlich ist. Erst in neueren wissenschaft-lichen Arbeiten kommt es zum Versuch einer klareren Eingrenzung. So benennt OBERMAIER(2016)eine „Arbeitsdefinition“ für Industrie 4.0:„Industrie 4.0beschreibt eine Form industrieller Wertschöpfung, die durch Digitalisierung, Automatisierung sowie Vernetzung aller an der Wertschöp-fung beteiligten Akteure charakterisiert ist und auf Prozesse, Produkte oder Geschäftsmodelle von Industriebetrieben einwirkt.“11Auch ROTH(2016B)versucht die wichtigsten Eigenschaften der Industrie 4.0 in seiner Defini-tion zu erfassen:„Industrie 4.0 umfasst die Vernetzung aller menschlichen und maschinellen Akteure über die komplette Wertschöpfungskette sowie die Digitalisierung und Echtzeitauswertung aller hierfür relevanten Informationen, mit dem Ziel die Prozesse der Wertschöpfung transparenter und effizienter zu gestalten, um mit intelligenten Produkten und Dienstleistungen den Kundennutzen zu optimieren.“ 12Eineinheitlichesund wissenschaftlich akzeptiertesVerständnisexistiert also noch nicht. Indieser Arbeit wird daherdem Verständnisvon OBERMAIER(2016)und ROTH (2016B)gefolgt.Mit diesenwirddeutlich, dass es bei der Industrie 4.0 insbesondere darum geht relevante Daten/Informationen durch Vernetzung zu erlangen, die dann anschließend zur Wertschöp-fung genutzt werden können. Dies kann zu einer Steigerungder Produktivität von bestehen-den Prozessen, zum Individualisierung/FlexibilisierungvonProdukten („Losgröße1“), Steige-rung der Arbeitsfähigkeit der Mitarbeiter,aber auch zur Entwicklungneuer Geschäftsmodelle führen.13InsbesonderederWeiter-und Neuentwicklung von Geschäftsmodellen kommt eine besondere Bedeutung zu, um die Potenziale der neuen Technologievoll ausschöpfen zu kön-nenund die Wettbewerbsfähigkeit zu erhöhen.In dieser Arbeit wird Industrie 4.0 im reinen Kontext des industriellen Sektors in Deutschland betrachtet. Daherhandeltessich um indust-rielle Produkte, Prozesse oder Geschäftsmodelledie durch deutsche Industrieunternehmen entwickelt und eingesetzt werden.Dietechnologische Grundlageder Industrie 4.0bildendas Internet der Dinge (IdD) und der Einsatz von cyber-physischen Systemen(CPS).14Internet der Dinge(engl. Internet of Things)beschreibt allgemein die Vernetzung und Kom-munikation von unterschiedlichsten Geräten über das Internet. Der Begriff „Internet der Dinge“ wird aktuell ähnlich wie Industrie 4.0 alsTrendwort für viele Produkte und Neuerungen genutzt. In dieser Arbeit soll esum das rein technische Grundprinzip der internetbasierten Vernetzung 11Obermaier (2016), S. 8.12Roth (2016b), S. 6.13Vgl. Roth (2016b), S. 6ff.14Vgl.Sadeghi et al. (2015), S. 2; Hermann et al. (2016), S. 3929. 5von Geräten („Dinge“) gehenund der bekanntere englische Begriff „Internet of Things(IoT)“ genutzt werden. Typischerweise erfolgt diese Vernetzung drahtlos mit Hilfe von Elektronikund Sensorikdie in diese Geräte eingebaut sind.Währendes sich im Konsumentenbereich, umbeispielweise Smart Home Elemente, Smartphonesoder Smart TV zur eigenen Lebensver-besserunghandelt, geht es im industriellen Sektor um andere zentrale Elemente.Es geht um die von ROTH (2016B)dargestellteVernetzung entlang der gesamten Wertschöpfungskette einesIndustrieunternehmens. Diese „Dinge“können Fertigungsmaschinensein,Steuerungs-einheiten von Fertigungsstraßen,Produkte die vom Unternehmen hergestellt werden („Connected Car“) oder garkompletteFabriken, die automatisch miteinander kommunizieren.Beim Einsatz von Industrie 4.0 in Fabriken wird auch von der sogenannten „Smart Factory“gesprochen. Smart Factory bedeutet die Ausstattung der Fabrik mit Sensoren und autonomen Systemen,die das Idealbild einer modernenzukunftsorientiertenIndustrieproduktion dar-stellt.15Zentrales Elementdieser gesamten Vernetzung istdie Gewinnung vonDaten.Diese werden durch den Einsatzvon Sensoren und Hardware-/Softwarekomponentengewonnen und durch autonome Systeme weiterverarbeitet.16Esistoftmalsin denbestehendenMaschinen und An-lagen bereits eine Vielzahl von lokalen Sensoren vorhanden, deren Daten nun über die Ver-netzung über das Internet gesammelt und ausgewertet werden können.17Um dieVielzahl von Daten auswertenund die Potenziale der Vernetzungnutzenzu könnenist der Einsatz von cyber-physischenSystemen(CPS)notwendig. CPS beschreiben die Verschmelzung von digitaler mit physischer Ebene, daher die Kombination von softwaretech-nischen, mit elektronischen oder mechanischen Komponenten.18Die Systeme können auf Ba-sis der Datenaus dem Internet der Dinge u. a. Produktionsanlagen eigenständigflexibel steu-ern und Anpassungen vornehmen. Das bedeutet,dassCPS-Prozesse und Entscheidungenautonomauf Basis der Daten durchführenkönnen, ohne dassein menschlicher Eingriff erfol-gen muss.19Bei notwendigen Eingriffendurch den Menschen, wirddarüber hinaus die Kom-munikationbzw. Beziehung zwischen Mensch, Maschine und Produkt vereinfacht werden, um so Anpassungen schnell und flexibel vornehmen zu können.20Die Grenzen zwischen der Definition von Internet der Dinge und cyber-physischen Systemen sind fließend, da beide Technologien eng miteinander verknüpft sind. In dieser Arbeit sollda-her das Internet der Dingeals Infrastruktur-und Datengewinnungsgrundlagefür die Industrie 4.0 definiert werden, während die cyber-physischen Systemedie Daten nutzbar machen und so zur Wertschöpfung in den digitalen Industrieunternehmen beitragen.15Vgl. Lucke et al. (2008) S. 115f.; Lasi et al. (2014), S. 262; Bauernhansl et al. (2015), S. 16.16Vgl. Atzoriet al. (2010), S. 2789f.; Gubbiet al. (2013), S. 1646f.;Siepmann/Graef (2016), S. 26.17Vgl. Andelfinger/Hänisch (2015), S. 17.18Vgl. Lee (2008), S. 364; Lasi et al. (2014), S. 262; Zollenkop/Lässig (2017), S. 65.19Vgl. Sendler (2013), S. 9; Kagermann et al. (2013), S. 5.20Vgl. Brettel et al. (2014), S. 38; Lüth (2016), S. 26. 6DieGesamtvernetzung dieser Einzelkomponentenerfolgt zumeistmit Hilfe von auf die Indust-rie angepasstenCloud Computing-Plattformen (sog. IoT-Plattformen), alsozentrale Steue-rungseinheiten,die auf alle vernetzten Geräte zugreifen kann, ihre gewonnenen Daten aus-werten kann und Veränderungen bzw. Anpassungen bei den Geräten vornehmen können.21Diese können von Unternehmen im eigenen Rechenzentrum („Private Cloud“) betrieben, aber auch durch einen externen Dienstleister („Provider“) bereit gestellt werden. Auf Basisdieser IoT-Plattform können vom Unternehmen oder Drittendigitale„Dienste“bzw. digitale„Services“entwickelt werden.22Diese Servicesbestehen ausSoftwareelementen(z. B. „Apps“)die mit den vernetzten Hardwareelementen über die Datenebene verbunden sind.Man spricht hierbei vom „Internet der Dienste“, die die technischen Komponenten und Daten des Internet der Dinge nutzen und für den Benutzer anwendbar machen.23Tabelle1gibt einen kompaktenÜberblick,wiesich der Einsatz von Informations-und Kommunikationstechnologien in der In-dustrie 4.0 verändern wird. KLASSISCHINDUSTRIE4.0ProduktionssteuerungZentralDezentral (CPS, Cloud)SteuerungstechnikMonolithOffener Standard im Netz (Cloud)Datenverarbeitung und -be-reitstellungZeitversetztEchtzeit -InformationenNutzungsrechte (Software-kosten)Lizenz(-kosten)Pay-per-UseSoftwareverwaltungSoftware-SuiteCloud Apps (SaaS/XaaS)Tabelle 1: Wie verändertsich die Informations-und Kommunikationstechnologie (IKT) in der Industrie 4.0?,Quelle: Eigene Darstellung, angelehnt an:ifpconsulting (2014), S. 16.Auch andere häufig genannteSchlagworte wie„Big Data“, „RFID-Identifikation“,„M2M-Com-munication“ oder „Sensornetzwerke“tauchenim Kontextder Industrie 4.0immer wieder auf und haben durchaus Relevanz für die zukünftige Gestaltung der Industrie.Diese sind oftmalsverknüpft mit den beiden Grundtechnologien desInternet der Dinge und CPS. Sie stellen damit keine eigenständigetechnologische Basisdar, sondern nutzen Komponenten um neue Werk-zeuge/Hilfsmittel für die Industrie zu erstellen.Der Definitionsprozess, welche Bereiche die Industrie4.0genauumschließen,ist jedoch kei-neswegs bereits abgeschlossen.Es handelt sich bei den meisten Bereichen um neue,sehr komplexe,technologische Bereiche, die die genaue Definition von Industrie 4.0 erschweren. Fraglich ist,ob eine klare Eingrenzung überhaupt möglich oder erwünscht ist, da zwardasInternet der Dinge und CPS diewesentliche Grundlage für den Transformationsprozess zur Industrie 4.0legen, eine Integrationund Adaptionweiterer Dienste und Technologienkannfür 21Vgl. Porter/Heppelmann (2014), S. 71; Lee/Lee (2015), S. 433.22Vgl. Gubbi et al. (2013), S. 1651f.; Gassmann/Sutter (2016), S. 30.23Vgl. Bauerhansl (2015), S. 16; Hermann et al. (2015), S. 9. 7den Ausbau derWettbewerbsfähigkeit nur förderlich sein.International hat sich bisher kein Begriff der als Synonym für Industrie 4.0 gelten könntevölligdurchgesetzt. Es werden Begriffe wie„Industrial Internet of Things“ (IIoT), „Industrial Internet“ oder einfach nur „Internetof Things“(IoT) verwendet.In letzter Zeit ist allerdingsder Trend zum„Industrial Internet of Things“ als internationales Synonym für „Industrie 4.0“ erkennbar.242.2 Digitale GeschäftsmodelleDie Digitalisierung der gesamten Wirtschaft stellt,wie im vorherigen Abschnitt beschrieben, eine zentrale Evolution der bisherigen Wertschöpfungsketten dar. Unternehmen müssen sich auf diese neue Entwicklung einstellen. Sie müssen ihrGeschäftsmodell auf digitaleEinflüsse anpassen und die Chancen für neue Geschäftsmodelle nutzen,um langfristig wettbewerbsfä-hig zu bleiben. Im Zentrum dieser Arbeit stehen daher die „Digitalen Geschäftsmodelle“. Der Begriff wird ähnlich wie der Begriff „Industrie 4.0“ in Presse undWirtschaft vielfachausge-legt und in der Wissenschaft ist keine einheitliche Definition vorhanden. Auch Ansätze von GASSMANN ET AL.(2013),HOFFMEISTER (2015)oder KOLLMANN (2016)geben keine abschlie-ßende Definition, sondern erläutern einige Eigenschaftenoder Beispielebei der Digitalisierung von Geschäftsmodellen.25Um digitale Geschäftsmodellefür diese Arbeit klarer zu definieren wird der Begriffzunächst in seine Bestandteile „Digital“und „Geschäftsmodell“aufgeteilt.Der erste Teil „Digital“hatdurch seine vielseitige Nutzung für unterschiedlichste Anwendungsformeneine Vielzahl von Bedeu-tungen gewonnen.Rein technisch gesehen bedeutet „Digital“nur die Nutzung eines binären Systems in der Informationsverarbeitung. NEGROPONTE (1995)versuchtebereits in seinem Buch „Being Digital“ die Digitalisierung als die grundsätzliche Möglichkeit der Transformation von Atomen in Bits und Bytes zu definieren, jedoch durchdringt Digitales heutzutagejeden Lebensbereich mit dem Einsatz von Smartphones, Apps,Tweets,Cloudsoder eCommerce. Ein Leben ohnedigitale Hilfsmittel ist für den Menschenquasikaum nochvorstellbar und hat somit auch Auswirkungen auf das Handeln von Unternehmen und Forschung.DieVielfältigkeitder aktuell stattfindenden Digitalisierungbedeutetauch,dass„Digital“in der privaten Konsum-gesellschaft einen völlig anderen Kontext besitzenkannals in der Industrieoder Wirtschaft. In dieser Arbeitwird„Digital“ im Sinne eines betriebswirtschaftlichen Kontexts betrachtet, da-her der Einsatz von Informations-und Kommunikationstechnologie (IKT) zur Durchführung von Geschäfts-und Wertschöpfungsprozessenin der Industrie.26Die IKTbildet dabei die Schlüs-seltechnologie mit der die digitalen Prozesse durchgeführt werden. Das Internet der Dingeundcyber-physische SystemebildenUnterkategorien der IKT. 24Vgl. Industrial Internet Consortium (2015); Weyrich/Ebert (2016), S 112f.; Hermann et al. (2016), S. 3929f.25Vgl. Gassmann et al. (2013), S. 6f.; Hoffmeister (2015), S. 36ff.; Kollmann (2016), S. 601ff.26Vgl. Jaekel (2015), S. 15. 8Oft genutzte Wörter für den Einsatz von IKTin Geschäftsprozessensind diebereits genannte„Digitalisierung“ oder „Digitale Transformation“, die den Wandel von analogerOrganisation und technischer Strukturzur digitalen Industrie ausdrücken sollen.Die in dieser Arbeit betrach-teten digitalen Geschäftsmodelle in der Industrie 4.0 (4. Revolution) fokussieren sichauf die besondere Thematik der Vernetzung.Nicht nur die einfache Umwandlung von Prozessenauf digitale Technik, sondern insbesondere die Nutzung von kabelloser Internettechnologie, der Einsatz von Sensortechnikund die durch die Vernetzung von Maschinen, Produktenund Menschgewonnenen Datenstehenim Vordergrund.27Datenbilden das Grundgerüstfür die Schaffung neuer Geschäftsmodelle in der Industrie 4.0und führen damit zu neuen Ansätzen, statt einer bloßen„Digitalisierung“ vonbestehendenProzessen/Unternehmen.28Dabei gehenPORTER/HEPPELMANN(2014)davon aus, dass es durch den starken Austausch von unter-schiedlichen Unternehmen zu einer intensiven unternehmensübergreifendenVernetzung von Geschäftsmodellen und Produkten kommt, dem sogenannten„System of systems“.29Der Begriff „Geschäftsmodell“ hat sich in der Wissenschaft und Wirtschaft bereits seit längerer Zeit etabliert, auch wenn ähnlich wie beidem Wort„Digital“eine allgemein akzeptierteDefini-tion nicht vorhanden ist.30Viele Autoren haben hierzu eine Vielzahl an Definitionsansätzen geliefert, eine stets allgemeingültig anwendbare Formulierung bleibtschwierig.31Da Ge-schäftsmodelle oftmals einen dynamischen Wandel unterliegen,können die konkreten Ele-mente je nachZeit und Betrachtungsperspektive des Autors stark variieren. Auch durch die parallele„siloartige“Entwicklung des Geschäftsmodell-Begriffes in mehreren Forschungsbe-reichen hat sich eine übergreifende Vereinheitlichung im Laufe der Jahre erschwert.32Auch hier wird das Geschäftsmodell wieder in einem betriebswirtschaftlichen Kontext betrach-tet. So liefert TEECE (2010)eine sehr kompakte Zusammenfassung deren Grundaussage eines Geschäftsmodellsauch in dieser Arbeit verfolgt wird: „In short, a business model defines how the enterprise creates and delivers value to customers, and then converts payments received to profits“.33Er fokussiert sich damit aufdie profitorientierte Grundidee einesGeschäftsmo-dells,nämlich ein Leistungsangebot(engl. Value Proposition)an den Kunden, für das er be-reit ist Geld zu zahlen, um so einenProfit für dasanbietendeUnternehmen zu generieren.3427Vgl. Porter/Heppelmann (2014), S. 70f.; Jaekel (2015), S. 3.28Vgl. Rogers (2016), S. 8f.29Vgl. Porter/Heppelmann (2014), S. 76f.30Vgl. Baden-Fuller/Morgan (2010), S. 156f.; Bieger/Krys (2011), S. 1f.31Vgl. Baden-Fuller/Morgan (2010), S. 158;Bieger/Reinhold (2011), S. 17ff.; Abdelkafi et al. (2013), S. 1430003-10f.32Vgl. Bieger/Reinhold (2011), S. 14ff., Zott et al. (2011), S. 1020.33Teece (2010), S. 173.34Vgl. Johnson et al. (2008); S. 61. 9Auch ABDELKAFI (2012)stellt in seinem Verständnis des Geschäftsmodellsdas Leistungsan-gebot als zentrales Element in den Vordergrund:„A business model describes how the com-pany communicates, creates, delivers, and captures value out of a value proposition“.35Eine klare Definition oder Abgrenzung von digitalen Geschäftsmodellen ist wie dargestellt sehr schwierig und vielleicht auch nicht zielführend für die Entwicklung neuer Geschäftsmodelle in der Industrie 4.0. DieKernaussagendienenjedoch dem Grundverständnis,worum es sich bei der Generierung eines Geschäftsmodells handelt. Sie erfassennicht alle unterschiedlichen Faktoren. Ein Geschäftsmodell besitzt eine Vielzahl an Einflussgrößen und Komponenten,die zusammengesetzt werden müssen,umsicherfolgreich auf dem Markt durchzusetzen.36Dabei wird diesesals Schnittstelle zwischen der Strategie, Organisation und Informations-und Kom-munikationstechnologie angesehen.37Um diese Einflussgrößezu bestimmen,habenviele Autoren Kriterienkatalogeund Komponen-tenmodelle erarbeitet, die dierelevanten Kriterieneines Geschäftsmodelles erfassen sollen.So ermittelten CHESBROUGH/ROSENBLOOM(2002) z. B. sechs Attribute,die bei der Generie-rung beachtet werden sollten:38JOHNSONET AL.(2008)dagegen konzentrierensich auf drei große Bausteine „Profit Formula“, „Key Resources“ und „Key Processes“. Auch OSTERWAL-DER/PIGNEUR(2010)entwickelten, aufbauend auf ihrenKomponentenansatz,mit ihrem be-kannten„Business Model Canvas“eine Methode für die Beschreibung eines Geschäftsmo-dells.Es bestehensomit vielfältige,in der Wissenschaft akzeptierteHerangehensweisen ein Geschäftsmodell auf seine Komponenten zu analysieren.Ziel dieser Arbeit ist es nicht, diese im Laufe der Jahre entwickelten Ansätze zu bewerten, sondern mit Hilfe eines solches „Frame-works“ bzw. „Kriterienkatalogs“ existierende und zukünftige Geschäftsmodelle aus der Praxis zu erfassen.Für die Analyse von Geschäftsmodellen der Unternehmen wird in dieser Arbeit das„Business Model Framework“ von ABDELKAFI ET AL.(2013)als Grundlage genommen. Es wurde auf Basis umfangreicher Literaturrecherchen ermittelt und bildet alle relevante Wertdimensionen zur Be-wertung eines Geschäftsmodellsab.39Es bildetfür die indieser Arbeit gesetzte Fragestellun-gen,welches Geschäftsmodell die Unternehmen in der Industrie 4.0 verfolgen, eine umfas-sende Analysegrundlage.35Abdelkafi (2012), S. 300.36Vgl. Osterwalder et al. (2005), S. 10; Johnson et al. (2008); S. 62; Dijkmanet al. (2015), S. 673.37Vgl. Osterwalder et al. (2005), S. 9.38Vgl. Chesbrough/Rosenbloom (2002), S. 533f.39Vgl. Abdelkafi/Salameh (2014), S. 389. 10Abbildung 1: Business Model Framework, Quelle: Abdelkafi et al. (2013), S. 1430003-12.Das Modellstelltdie „Value Proposition“in den Mittelpunkt und baut diese aufvier Unterkate-gorien „Value Creation“, „Value Delivery“, „Value Capture“ und „Value Communication“auf (s. Abbildung 1).Die Value Proposition bzw. dasLeistungsangebotbeschreibt die Produkte oder Dienstleistungen,die für den Kunden des Unternehmens einen Mehrwert erzeugen sollen. Nur wenn der Kunde einen Mehrwert in der Leistung des Anbieters erkennt, wird er bereit sein das Leistungsangebot anzunehmen. Die Value Creation (Leistungserzeugung)stellt die notwendi-gen Schlüsselpartner, Ressourcen und Prozesse dar, die notwendig sind,um das Leistungs-angebot zu erzeugen. In der Value Delivery (Leistungsbereitstellung) wird beschrieben,an welche Kundengruppe sich das Angebotrichtet, wie die Beziehungen zum Kunden verlaufen und wie die Leistung an den Kunden ausgeliefert bzw. erbracht wird. Durch das Value Capture (Gewinnerzeugung) wird aufgezeigt,wie das Unternehmen Gewinne aus dem Leistungsange-bot erwirtschaftet. Hierzu werdendie Generierung von Einkommen (u. a. Ertragsmodell) und die Kostenstrukturen betrachtet. Abschließend beschreibt die Value Communication (Leis-tungskommunikation),wie das Unternehmen seinen Zielgruppen den Mehrwert seines Leis-tungsangebots zu vermitteln versucht. Dies beinhaltet zum einen die „Story“zur Wertkommu-nikation, zum anderen allerdingsauch die relevanten Kommunikationskanäle.40Zusammenfassend ist somit zu sagen, dass bei digitalen Geschäftsmodellen insbesondere der EinsatzvonInformations-und Kommunikationstechnologien imZentrum der Erstellung des Leistungsangebots steht.Dabei benötigt es die Zusammensetzung von verschiedenen Komponenten zur Konstruktioneines Geschäftsmodells. Die im „Business Model Framework“enthaltenen Komponenten bilden für diese Arbeit die Grundlage, um aktuelle Produkte/Unter-nehmen auf ihr Geschäftsmodelle zu analysieren unddieseals Basis für weitere Untersuchun-gen zu nutzen.40Vgl. Abdelkafi/Salameh (2014), S. 389f. 112.3Digitale Transformation von GeschäftsmodellenIn den vorherigen beidenAbschnitten wurde einerseits auf die technischen Grundlagen von Industrie 4.0, zum anderen auf die Eigenschaften von Geschäftsmodellen eingegangen. Tech-nologische Innovationen, wie die Elemente der Industrie 4.0, stellen Unternehmen vor Heraus-forderungen,da sie stets neue Trends verfolgenund im richtigen Moment investieren müssen,ummitihren Produkten, Prozessen oder Geschäftsmodellen weiterhinauf demMarkt beste-hen zu können. Des Weiterenbesteht jedoch auch die Chance für völlig neue Geschäftsmo-delle, die existierende Märkte revolutionieren oder ganz neue Märkte eröffnen.41So zeigt das Beispiel Nokia, immerhin Weltmarktmarktführer von Mobiltelefonenbis 2011, das gerade bei Neuerungen im digitalen Bereich die Reaktionszeit sehr kurzfristig sein kann und neue Trends wie Smartphones, Ökosysteme& App-Stores das eigene Geschäftsmodell innerhalb weniger Jahre kollabieren lassen können.42Diese radikalen Entwicklungen lassen sich auch auf die deutsche Industrie anwenden, die sich dieser digitalen Herausforderung stellen muss. Dabei ist der Trend der ständigen Transformation von Geschäftsmodellen in Unternehmen keines-wegs vollkommen neu, sondern geschieht ständig im Laufe der Geschichte durch technologi-schen Fortschritt, gesellschaftliche Umbrüche oder strategische Entscheidungen. So änderte die Mannesmann AG,bis zur Übernahme durch Vodafone,ihrGeschäftsmodellim Laufe der über 100-jährigenGeschichte mehrmals. Ursprünglich ein Stahlkonzern, erweiterte das Unter-nehmenseinGeschäftsfeldin Richtung Anlagenbau,stieg in den 90er Jahren in den Telekom-munikationsmarkt ein und erlebte dort die erfolgreichsten Geschäftsjahre der Unternehmens-geschichte. Heute nutzen Unternehmen wie z. B. KUKA Roboter die sich durch die Industrie 4.0 entstandenen Möglichkeiten, um sich von einem,noch vor wenigen Jahren bezeichneten „Krisenunternehmen“,zu einem Vorreiter in Industrie 4.0 Technologieund international be-gehrten Übernahmekandidatenzu wandeln. Zum einen wird die moderne Technologie in der eigenen Produktion eingesetzt, zum anderen aber auch als Hersteller einer Plattform mit zu-gehörigen Robotern, Steuerungselektronik und Services aktiv Industrie 4.0 Produkte her-stellt.43Für den grundsätzlichen Erfolg von Industrie 4.0in Deutschlandwirdin dieser Arbeit davon ausgegangen, dass es zwei Gruppen von Unternehmen geben wird, die sich etablieren könn-ten. Zum einen gibt es die Anbietervon Industrie 4.0 Technologie, Komponenten und Knowhow. Sie werden benötigt, um in bisher noch kaum digitalisierten Unternehmendie tech-nische Entwicklung voran zu bringen. 41Vgl. Obermaier (2016), S.4.42Vgl. Ankenbrand/Nienhaus (2011).43Vgl. Simon (2012), S. 101, Bergermann/Seiwert (2016). 12Zum anderen wird es eine Vielzahl von Anwenderndieser Technologie geben, um ihre eigene Produktivität zu erhöhen, wettbewerbsfähig zu bleiben oder neue Geschäftsfelder zu erschlie-ßen. Dabei können Anbietervon Industrie 4.0 Technologiengleichzeitig auch Anwender sein.Beide Gruppen stehen vor der besonderenHerausforderung, wie sie ihr Geschäftsmodell auf die digitalen Anforderungen der Industrie 4.0 transformieren. HOFFMEISTER (2015)und KOLLMANN (2016)liefern mit ihren Ansätzen ein spezifischesKonzept zur Konstruktion von digitalen Geschäftsmodellen.44Zum Verständnis,welche Einflussgrößen für die Innovation von Geschäftsmodellenvorliegen müssen ist dies wichtig, es erklärt jedoch nicht ausreichend die Transformation in einem bestehenden Unternehmen.Für die Transfor-mation von Geschäftsmodellen eines bestehenden Unternehmens sind umfassendereSchritte notwendig, für diebereits von einigen Autoren erste Ansätze entwickelt wurden. Mit dem „St. Galler Business Modell Navigator“ bieten GASSMANN ET AL.(2013)einen Ansatz wie Geschäftsmodelle transformiert werden, bei gleichzeitigem Versuch die „Branchenlogik“ zu durchbrechen (s. Abbildung 2).Sinn ist es,auf Basis von 55 Geschäftsmodellmustern, durch neue Ansätze die langfristige Wettbewerbsfähigkeit für bestehende Unternehmen zu sichern.45Abbildung 2: Transformationsprozess nach Gassmannet al., Quelle:Eigene Darstellung, angelehnt an:Gass-mannet al. (2013), S. 16.ESSER (2014)hat einen Fünf-Schritte Ansatz entwickelt mit den Phasen „Analyse“, „Strate-gie“, „Design“, „Organisatorischer Impact“, und „Transformation“(s. Abbildung 3). Hierbei kommt es zu einer umfangreifen „Vorbereitungsphase“ bevor im letztenSchritt die Transfor-mation tatsächlich durchgeführt wird.46Abbildung 3: Transformationsprozess nach Esser, Quelle: Eigene Darstellung, angelehnt an:Esser (2014).Beide Ansätze legen eine große Fokussierung auf die vorbereitende Planung des Transfor-mationsprozesses und weniger die Umsetzung (Implementierung). Des Weiteren fehlt oftmals eine klare digitale Fokussierung des Transformationsprozesses. Hier setzt SCHALLMO/RUSNJAK (2017)mit ihremVorgehensmodell zur digitalen Transformation von Geschäftsmodellen an(s. Abbildung 4). Dieses basiert auf vorgehenden Transformati-onsmodellensowie aus Erfahrungen aus Beratungs-und Forschungsprojekten. Die Autoren 44Vgl. Hoffmeister (2015), S. 46f.; Kollmann (2016), S. 603.45Vgl. Gassmann et al. (2013), S. 15ff.46Vgl. Esser (2014).InitiierungIdeenfindungIntegrationImplementierungAnalyseStrategieDesignOrganisatori-scher ImpactTransformation 13setzen die Digitalisierung in den Fokus der„Roadmap“zur digitalen Transformation und ver-suchen so die Umsetzung der digitalen Transformation von Geschäftsmodellen zu ermögli-chen.47Abbildung 4:Vorgehensmodell zur digitalen Transformation von Geschäftsmodellen, Quelle: Schallmo/Rusnjak (2017), S. 28.Bei der Transformation der Geschäftsmodelle kannin zwei grundsätzlicheZielsetzungenun-terschieden werden. Die „Geschäftsmodell Evolution“ entwickelt das bisherige Geschäftsmo-dell weiter, während die „Geschäftsmodell Disruption“ völlig neue Ansätze ermöglicht undver-folgen lässt, also eher einer„Revolution“gleicht. Tabelle 2stellt diese beiden unterschiedliche Ansätze dar.Tabelle 2: Evolutive vs. disruptive Geschäftsmodellinnovation, Quelle: Bauernhansl et al.(2015), S. 26.Wichtig ist zu sehen, dass beide Ansätze der Transformation langfristige Wettbewerbsfähigkeit garantieren können. Disruptive (bzw. revolutionäre) Veränderungen könnenzu größeremEr-folg führen, sind allerdingsauch schwierigerumzusetzenund werden daher von Unternehmen 47Vgl. Schallmo/Rusnjak (2017), S. 27f.28 A n s c h l i e ß e n d w u r d e n d r e i b e s t e h e n d e A n s ä t z e z u r D i g i t a l e n T r a n s f o r m a t i o n s k i z -ziert, die wir als Basis für unsere Roadmap eingesetzt haben. Die Roadmap aus folgen-den fünf Phasen: Digitale Realität , Digitale Ambition , Digitale Potenziale , Digitaler Fit , Digitale Implementierung . Die Phasen der Roadmap wurden mit ihrer jeweiligen Zielsetzung und den relevanten Fragen erläutert. Anschließend wurden die Aktivitäten jeweils mit den dazugehörigen Techniken aufgezeigt. Das vorgestellte Vorgehensmodell fasst alle Phasen der Roadmap zusammen und enthält Ziele Aktivitäten und Ergebnisse. Die Roadmap und das Vorgehensmodell der digitalen Transformation von Geschäfts-modellen basiert auf der Literatur und den Erfahrungen, die im Rahmen von Beratungs- und Forschungsprojekten gewonnen wurden. Literatur Azhari, P., Faraby, N., Rossmann, A., Steimel, B., & Wichmann, K. (2014). Digital transformation report 2014 . Köln: neuland. Bauernhansl, T., & Emmrich, V. (2015). Geschäftsmodell-Innovation durch Industrie 4.0 – Chancen und Risiken für den Maschinen- und Anlagenbau . Dr. Wieselhuber & Partner GmbH und Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA. Stuttgart. BDI, & Roland Berger. (2015). Analysen zur Studie – Die Digitale Transformation der Industrie. Roland Berger Strategy Consultans und Bundesverband der Deutschen Industrie e.V. Berlin. BMWi. (2015). Industrie 4.0 und Digitale Wirtschaft – Impulse für Wachstum, Beschäftigung und Innovation . Berlin: Bundesministerium für Wirtschaft und Energie. Botthof, A., & Bovenschulte, M. (2009). Das „Internet der Dinge“ – die Informatisierung der Arbeitswelt und des Alltags . Düsseldorf: Hans-Böckler-Stiftung. Bouée, C.-E., & Schaible, S. (2015). Die Digitale Transformation der Industrie . Roland Berger Strategy Consultans und Bundesverband der Deutschen Industrie e.V. Berlin. AktivitätenErgebnisseZiele°Gewinnen einer Kenntnis über die digitale Realität °Entwickeln einer digitalen Ambition für das Geschäftsmodell°Identifizieren der digitalen Potenziale für das Geschäftsmodell°Evaluieren des Fits des digitalen Geschäftsmodells°Durchführen der digitalen Implementierung des GeschäftsmodellsÿAnalyse der Wertschöpfungskette und der AkteureÿErheben der KundenanforderungenÿSkizzieren des bestehenden Geschäftsmodells ÿFestlegen der Ziele im Hinblick auf die Digitale Transformation ÿPriorisieren von Geschäftsmodell-DimensionenÿErheben von Best Practices zur Digitalen Transformation ÿErheben von Enablern zur Digitalen Transformation ÿDesign der Optionen des zukünftigen digitalen GeschäftsmodellsÿFestlegen von Kombinationen der Optionen ÿBewerten der Kombinationen hinsichtlich Geschäftsmodell-Fit, Erfüllung von Kundenanforderungen und Erreichung von ZielenÿFinalisieren und Implementieren des digitalen GeschäftsmodellsÿGestalten der digitalen KundenerfahrungÿGestalten des digitalen Wertschöpfungs-netzwerks und Integration der Partner ̧Wertschöpfungskette mit Akteuren ̧Kundenanforderungen ̧Einheitliche Beschreibung des bestehenden Geschäftsmodells ̧Ziele je Zielkategorie für die Digitale Transformation ̧Relevante Geschäftsmodell-Dimension ̧Best Practices zur Digitalen Transformation (eigene Industrie/ fremde Industrien) ̧Enabler für die Digitale Transformation ̧Optionenraum digitales Geschäftsmodell ̧Bewertete Kombinationen des digitalen Geschäftsmodells, die als Grundlage zur Finalisierung dienen ̧Finalisiertes und implementiertes digitales Geschäftsmodell ̧Digitale Kundenerfahrung ̧Digitales Wertschöpfungs-netzwerk mit Partnern DigitaleRealität1Digitale Ambition2Digitale Potenziale3Digitaler Fit4Digitale Implementierung5 A b b . 1 . 1 5 Vorgehensmodell zur digitalen Transformation von Geschäftsmodellen (eigene Darstellung) D. Schallmo und A. RusnjakGeschäftsmodell EVOLUTIONBranchenlogik bleibt bestehenGeschäftsmodell DISRUPTIONBranchenlogik stark verändert•Fokus auf technologienahe Effizienzstei-gerung•Radikale Wert-und Serviceorientierung•Digitale Veredelung von Produkten & Leistungen•Offene Konzepte statt proprietärer An-sätze•Digitalisierung von Produktfunktionen•Wertschaffung in „Eco-Systemen“•Produktnahe digitale Services•Einsatz neuer, disruptiver Technologien 14oftmals stark unterschätzt.48Besonders spannend für die disruptive Geschäftsmodellentwick-lung in der Industrie 4.0 sind die „Eco-Systeme“,in dieser Arbeit „Ökosysteme“genannt. Diese werdenauf Basis von digitalen Plattformen erschaffen und versuchen möglichst viele Nutzer auf der Plattform zu integrieren.49Erfolgreiche Beispiele hierfürim B2C-Bereich sindAirbnb, eBayoder Uber.Der Wettbewerb auf dem Plattformmarktist dabei oft hart, der Gewinner er-hält allerdingsoftmals „alles“, bzw.den Großteil des Marktanteils.50Diese sogenannte „Platt-formökonomie“ stellt eine wichtige Säule für die zukünftige Vernetzung und Wertschöpfung in der Industrie dar und wird in den weiteren Untersuchungen eine große Rolle spielen.Die skizzierten Modelle fürdie Transformation zum digitalen Geschäftsmodell zeigen die Her-ausforderungen,die Unternehmen in der digitalen Industrie bewältigen müssen. Doch dieser Aufwand lohnt sich.Das Potenzial der Digitalisierung der Industrie istriesig. DasBundesmi-nisterium für Wirtschaft und Energie (BMWi) geht davon aus, dass im Industriesektor bis zum Jahre 2025 ein Wertschöpfungspotenzial von ca. 425 Milliarden € besteht.51Dabei wird erwar-tet,dassinsbesondere die BranchenderchemischenIndustrie, Automobil-und Automobilteile, Maschinen-und Anlagenbau, elektrische Ausrüstung, Land-und Forstwirtschaft sowie Infor-mations-und Kommunikationstechnik dieses Potenzial ausschöpfen werden.52Auch in weite-ren Brachen werden sich Wertschöpfungspotenziale ergeben, da sie indirekt durch die ge-samte Digitalisierung gewinnen werden. DieserTrend ist keineswegs auf Deutschland be-schränkt, sondern auch in anderen Ländern wie USA, Japan oder China wird intensiv an der Transformation dereigenen Industriengearbeitet.53Im nächsten Kapitel erfolgt die Untersuchung des Status-Quo von digitalen Geschäftsmodel-len in der Industrie 4.0 in Deutschland. Zum einenwird untersucht,welche Unternehmen sich auf dem Marktder Industrie 4.0 bereits mit ihrem Geschäftsmodell positioniert haben,zum anderen wie sie versuchen ihr Leistungsangebot am Kunden auszurichten. Hierzu werden die Geschäftsmodelle von Anbietern und Anwendernvon Industrie 4.0 Technologie analysiert.Es stehen dabei keinePrototypen oder Forschungsprojekte im Vordergrund, sondern konkrete marktreife Produkte, mit denen Unternehmen versuchen Kunden zu gewinnen. Read Less