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Innovative Business Models for the Industrial Internet of Things

Innovative Geschäftsmodelle für Industrie 4.0

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BHM Berg- und Hüttenmännische Monatshefte Aims and scope Submit manuscript

Abstract

Today, manufacturing companies have to face multifaceted challenges, like shortened technology and innovation cycles, and the necessity to offer customized products at the cost of a large-scale production. One appropriate solution to address these challenges is represented by the Industrial Internet of Things (IIoT). This proceeding digitized connection of industrial manufacturing, also known as “Industry 4.0”, comes along with extensive organizational consequences and opportunities for established manufacturers. Existing value chains will change providing opportunities for innovative business models (BM). Although academic literature agrees on the emergence of novel BMs, recent research mainly addressed technological challenges and benefits, whereas systematic and comprehensive examinations of novel IIoT-triggered BM types have a backlog. Consequently, we aim at systematically analyzing existing literature regarding novel BMs emerging due to the IIoT. Hence, we present a comprehensive overview of novel, innovative BMs relevant for the IIoT. Further, we assign these innovate BMs to three generic BM types. In doing so, we contribute to both academic literature and managerial practice.

A systematic literature review is chosen as research method, since it is systematic, transparent, and replicable for the synthesis, evaluation, and discussion of relevant literature. It revealed 13 articles in leading business journals, conference proceedings, collected editions as well as reports of research institutions published between 2007 and 2015. They were analyzed in depth in order to develop topical categories inductively, which allows novel concepts to emerge from this process.

The results show that novel IIoT-triggered BMs can be grouped into three main categories: Cloud-based BMs, Service-oriented BMs, and Process-oriented BMs. Cloud-based BMs provide an online platform, offer virtual infrastructure, or grant access to software via the internet. Hence, the cloud acts as a medium that supplies customers with several values without being in need of physically possessing any hardware. Service-oriented BMs are primarily based on data, which are utilized in order to offer various services to customers, e. g. increased availability, availability on demand, and predictive maintenance. Process-oriented BMs aim at optimizing processes, e. g. by reducing downtimes, which primarily appeals to manufacturing companies.

Our findings contribute to theory by systematically synthesizing previous works studying novel, IIoT-related BMs from several perspectives and with various objectives. Thereby, we provide three generic BM types, which put themselves forward for future BM research in the context of the IIoT. From a practical perspective, our findings are highly relevant as they facilitate companies’ comprehension of innovative BMs emerging from the IIoT. By providing a comprehensive and illustrative overview of future business concepts, we enable managerial decision makers to oversee the range of different BM conceptualizations that can be put on the daily agenda in order to increase their respective companies’ future competitiveness in the context of a digitized and connected industrial environment.

Zusammenfassung

Produzierende Unternehmen stehen heutzutage vor den unterschiedlichsten Herausforderungen, wie kürzere Technologie- und Innovationszyklen sowie der Notwendigkeit, kundenindividuelle Produkte zu den Kosten einer Massenproduktion anzubieten. Industrie 4.0, das die voranschreitende digitale Vernetzung der industriellen Wertschöpfung bezeichnet, wird dabei als eine Möglichkeit angesehen, diesen Herausforderungen zu begegnen. Dabei sind für etablierte produzierende Unternehmen umfassende organisationale Konsequenzen und Möglichkeiten verbunden. Bestehende Wertschöpfungsketten werden sich ändern und Möglichkeiten für innovative Geschäftsmodelle bieten. Obwohl die akademische Literatur darin übereinstimmt, dass neue Geschäftsmodelle entstehen werden, hat sich die bisherige Forschung hauptsächlich mit technologischen Herausforderungen und Nutzen beschäftigt, während die systematische und umfassende Untersuchung neuer, durch Industrie 4.0 entstehenden Geschäftsmodelltypen Nachholbedarf hat. Infolgedessen hat die vorliegende Studie das Ziel, die vorhandene Literatur zu neuen Geschäftsmodellen, die durch Industrie 4.0 entstehen, systematisch zu analysieren. Diesem Ziel folgend präsentieren wir eine umfassende Übersicht über neue, innovative Geschäftsmodelle, die für Industrie 4.0 von Bedeutung sind. Darüber hinaus ordnen wir diese innovativen Geschäftsmodelle drei generischen Geschäftsmodelltypen zu. Dabei leisten wir sowohl zur akademischen Literatur als auch für die Managementpraxis einen Beitrag.

Als Forschungsmethode wurde eine systematische Literaturanalyse gewählt, da diese auf eine systematische, transparente und wiederholbare Weise relevante Literatur zusammenfasst, bewertet und diskutiert. Es wurden 13 Artikel in führenden wissenschaftlichen Zeitschriften, Tagungsbänden, Sammelwerken sowie Berichten von Forschungseinrichtungen identifiziert, die zwischen 2007 und 2015 veröffentlich wurden. Diese Artikel wurden daraufhin eingehend analysiert, um auf induktive Weise, die das Entstehen von neuartigen Konzepten ermöglicht, thematische Kategorien zu entwickeln.

Die Ergebnisse zeigen, dass neue, durch Industrie 4.0 entstehende Geschäftsmodelle in drei Kategorien gruppiert werden können: Cloud-basierte Geschäftsmodelle, Service-orientierte Geschäftsmodelle sowie prozessorientierte Geschäftsmodelle. Cloud-basierte Geschäftsmodelle stellen dabei eine Onlineplattform zur Verfügung, bieten eine virtuelle Infrastruktur oder ermöglichen den Zugriff auf Software über das Internet. Die Cloud agiert damit als ein Medium, das Kunden mit verschiedenen Leistungen versorgt, ohne dass Hardware physisch besitzt werden muss. Service-orientierte Geschäftsmodelle basieren hauptsächlich auf Daten, die verwendet werden um verschiedene Leistungen, wie z. B. erhöhte Verfügbarkeit, Verfügbarkeit nach Bedarf und vorausschauende Wartung, anzubieten. Prozessorientierte Geschäftsmodelle haben das Ziel, Prozesse, z. B. durch eine Reduktion der Ausfallzeiten, zu optimieren, womit primär auf das verarbeitende Gewerbe abgezielt wird.

Unsere Erkenntnisse leisten einen Betrag zur Theorie, indem bisherige Arbeiten aus unterschiedlichen Perspektiven und mit unterschiedlichen Zielsetzungen zu neuen, Industrie 4.0-bezogenen Geschäftsmodellen systematisch aufgearbeitet werden. Auf diese Weise zeigen wir drei generische Geschäftsmodelltypen auf, die sich für weitere Geschäftsmodellforschungen im Bereich Industrie 4.0 anbieten. Aus Praxissicht sind unsere Ergebnisse ebenfalls höchst relevant, da sie zum Verständnis von innovativen, durch Industrie 4.0 entstehenden Geschäftsmodellen beitragen. Durch die umfassende und veranschaulichende Übersicht zukünftiger Geschäftskonzepte erleichtern wir Entscheidungsträgern den Überblick der Bandbreite verschiedener Geschäftsmodellkonzepte, die sie auf ihre Tagesordnung setzen können. Damit kann die zukünftige Wettbewerbsfähigkeit der entsprechenden Unternehmen im Kontext einer digitalisierten und vernetzten industriellen Wertschöpfung erhöht werden.

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Authors and Affiliations

  1. Industrial Management, Friedrich-Alexander University Erlangen-Nürnberg (FAU), Lange Gasse 20, 90403, Nürnberg, Germany

    Christian Arnold, Daniel Kiel & Kai-Ingo Voigt

Authors
  1. Christian Arnold
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  2. Daniel Kiel
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  3. Kai-Ingo Voigt
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Arnold, C., Kiel, D. & Voigt, KI. Innovative Business Models for the Industrial Internet of Things. Berg Huettenmaenn Monatsh 162, 371–381 (2017). https://doi.org/10.1007/s00501-017-0667-7

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