A reference ontology approach to support global product-service production

The need to innovate and compete drives organisations to constantly seek new approaches to facilitate business and commerce. As market places become ever more globalised and digital economies grow, these organisations rely more heavily upon systems to design and deliver their products and services. Hence, when developing and operating a global production network the need for systems to interoperate between different domains and contexts within a global production network becomes paramount if organisations are to succeed. This paper puts forwards a reference ontology that has been developed to enable the interoperation of software tools involved in the global production of new product-services systems (PSS). It sets out the levels of the reference ontology, detailing closely the product-service aspects. This has been developed using a formal logic based approach. An example knowledge base has been created from industrial end user information with queries applied to this to provide a set of results showing the ability of the reference ontology

Joint optimization of product service system configuration and delivery with learning-based valid cut selection and a tailored heuristic

Most previous work on product service system configuration aims to meet the functionality need or ensure a cost-effective delivery separately, overlooking the mutual impact between the configuration and delivery procedures. In contrast to that, we jointly optimize the configuration scheme and the delivery plan to increase the customer satisfaction through a two-stage decision framework. However, this integration significantly heightens the model's complexity due to the interdependence of the two stages. To address this challenge, we introduce an exact algorithm for finding globally optimal solutions, as well as an efficient two-stage heuristic aiming at enhancing the efficiency. The exact algorithm is built upon the branch-and-bound algorithm which, however, becomes less efficient as the problem size increases. To counteract this, we devise a series of valid cuts to boost the convergence. Additionally, recognizing that the optimal bundle of valid cuts may vary depending on the specific case, we adopt artificial intelligence techniques to adaptively select valid cuts. This can lessen unnecessary search efforts when tackling new cases and further enhance the computational performance. Despite this, efficiently handling large-scale cases in real-world applications remains a challenge. To mitigate this, we customize an efficient two-stage heuristic to assure a practical applicability. In the first stage, an effective local search is used to identify an appropriate configuration scheme, which then serves as a hyperparameter for the second stage, inspired by the machine learning. The second stage focuses on optimizing the delivery plan. To obtain this plan, we dedicate a modified adaptive large neighborhood search algorithm, equipped with tailored operators and selection methods to enrich search capabilities. Furthermore, a feasibility protection procedure is specialized to rectify the infeasible solutions and secure the diversity of the solution pool simultaneously. Our numerical experiments underscore the importance of the two-stage optimization framework, demonstrate the effectiveness of adaptive valid cut selection, and highlight the superiority of our heuristic in handling complex optimization tasks

Modelo de negócios de servitização na indústria aeronáutica.

A inovação em modelos de negócios tem recebido atenção da academia e da indústria devido à difusão que este tema tem alcançado em diferentes áreas. Uma dessas áreas contempla a abordagem de serviço em modelos de negócios tradicionais. Ou seja, indústrias com características de fabricação e que possuem um modelo de negócios bem estabelecido começam a mover-se em direção a um novo modelo de negócios que integra produto e serviço. Esta orientação para um novo modelo de negócios focado em serviços representa uma nova perspectiva de satisfazer aquilo que realmente é considerado valor para o cliente. Na presente pesquisa, é abordado o valor do uso em vez da apropriação do bem em sua totalidade no caso de uma economia voltada para o compartilhamento de aeronaves. Considerando uma indústria de helicópteros, cujo principal modelo de negócios é a fabricação e venda destas máquinas, uma nova orientação de valor ao cliente irá requerer uma nova configuração de modelo de negócios que leve em conta as características e as especificidades do setor aeronáutico, como o atendimento a regulamentos específicos. Este estudo tem, portanto, o objetivo de propor um modelo de negócios sob a abordagem de servitização na indústria aeronáutica, baseado nos principais elementos identificados na literatura. Através de um Método de Tomada de Decisão Multicriterial, o AHP (Analytical Hierarchy Process), um conjunto de elementos foi priorizado por doze especialistas, a fim de construir um modelo de negócios em propriedade compartilhada para o caso de uma indústria brasileira fabricante de helicópteros. Os resultados indicam dez elementos para compor o modelo de negócios: (1) proposição de valor, (2) clientes, (3) valor capturado, (4) desenvolvimento de serviço, (5) envolvimento com o cliente, (6) vendas, (7) gestão da rede de relacionamento, (8) infraestrutura de back-office e TIC, (9) integração produto-serviço e (10) fornecedores. A implicação prática deste estudo indica uma oportunidade para impulsionar a integração de produto e serviço na indústria aeronáutica, especialmente utilizando o método AHP para construção do modelo de negócios. O estudo preenche um gap sobre como um modelo de negócios é estruturado em um contexto de servitização, especialmente em um setor industrial originalmente considerado de fabricação

Lebenszyklusengineering und -management von Service Systemen: Ein Beitrag zur ganzheitlichen Betrachtung und logischen Beschreibung von Sach- und Dienstleistungssystemen

Während der (empirische) Bedeutungszuwachs von Dienstleistungen weitgehend unstrittig ist (Fließ 2009; Klodt et al. 1997), gibt es bei der theoretischen Fundierung, was genau eine Dienstleistung ist, Probleme. Eine dieser Schwierigkeiten besteht darin, Dienstleistung(en) überhaupt zu definieren (vgl. u.a. Richter 2012; Paal 2005; Klodt et al. 1997; Corsten 1985) , insbesondere bei der Definition durch eine sektorenbezogene Negativbestimmung von Dienstleistung . Allgemein gesprochen herrscht eine diffuse Definitionslage von Dienstleistungen. Es gibt sowohl prozess- als auch ergebnisorientierte Definitionen (Richter 2012) – welche sich z.T. gegenüberstehen. Weiterhin gibt es einen Dimensionierungsansatz, welcher die Dienstleistung in drei Dimensionen (Potential-, Prozess-, Ergebnisdimension) unterteilt (Böttcher 2009; Bullinger et al. 2006) und auf diese Weise ergebnisorientierte wie auch prozessorientierte Definitionen zusammenbringt. Jedoch geht auch diese Form der Definition von Dienstleistungseigenschaften aus, welche nicht unumstritten sind (Lovelock und Gummesson 2004)(Vargo und Lusch 2004). Verschiedene Schulen aus dem Service Engineering, dem Service Design, dem Service Management (Grönroos 2007, 1990)(Fitzsimmons und Fitzsimmons 2006) und des Marketings (SD-Logic) (Vargo und Lusch 2004) stoßen bei der Definition immer wieder aufeinander. Ziel der Arbeit ist die Schaffung einer digitalen Grundlage um die Digitalisierung von Service Systemen, sowie deren Engineering und Management, zu fördern. So liegt der Fokus auf der Verbesserung der Informationsverteilung innerhalb des Lebenszyklus von Service Systemen und in komplexen Wertschöpfungsnetzwerken. Gleichzeitig ist es Ziel der Arbeit, diese Erweiterung offen zu gestalten, sodass Informationsflüsse in andere Systeme ermöglicht werden. Es werden auf diese Weise die technischen Grundlagen geschaffen, um von den klassischen produktorientierten digitalen Unterstützungswerkzeugen zu hybriden Unterstützungswerkzeugen zu gelangen. Ergebnis der Arbeit ist ein Vorgehensmodell sowie eine Ontologie für das Lebenszyklusengineering und -management von Service Systemen basierend auf einem Vergleich und Konsolidierung von 26 Vorgehensmodellen bzw. -ansätzen und vier thematisch nahen Ontologien sowie auf vier realen Anwendungsfällen (u.a. Ersatzteilmanagement für Industrieanlagen) welche detailliert analysiert wurden. Für das Vorgehensmodell wurden 44 einzelne Phasenmodule (Methoden) erarbeitet und auf ihre Eignung in besonderen Kontexten (z.B. industrielle Dienstleistungen), der Einsatzphasen sowie der identifizierten Werkzeuge ausgearbeitet. Um die Beschreibung einer Ontologie zu fundieren, wurde der Wissensraum für das Lebenszyklusengineering und -management für Service Systeme mittels der Description Logic modelliert. Anschließend hieß es, diese Beschreibung in ein OWL und damit in die technische Anwendbarkeit zu überführen. Diese Ontologie wurde hierbei mittels Protegé modelliert und implementiert. Insgesamt wurden mehr als 50 Klassen extrahiert und formal beschreiben

Informationssystem und Methodenbausteine zur Ableitung situationsadäquater Vorgehensmodelle für die Entwicklung und Erbringung kundenindividuell anpassbarer Dienstleistungen

Die Dienstleistungswirtschaft stellt heutzutage in allen westlichen Gesellschaften den bedeutendsten Wirtschaftssektor dar. Aus diesem Grund sind Unternehmen, die sich in diesem Umfeld bewegen, einem großen Konkurrenzdruck ausgesetzt und stehen zwei wesentlichen Herausforderungen gegenüber. Einerseits müssen sie Dienstleistungen möglichst effizient erbringen, was u.a. durch die Nutzung standardisierter Prozesse und formalisierter Konzepte erreicht werden kann. Andererseits sind sie aber auch gezwungen, sich den immer weiter ausdifferenzierenden Bedarfen von Kunden zu stellen, um sich gegenüber der Konkurrenz abzugrenzen. Die beiden Anforderungen Professionalisierung mittel Standardisierung und Formalisierung sowie Anpassung an Kundenbedarfe stehen in einem Spannungsverhältnis, da sie auf unterschiedlichen Ansätzen beruhen. Während mittels Standardisierung Unsicherheiten abgebaut werden sollen, ergeben sich durch individuelle Anpassungswünsche von Kunden zusätzliche Ungewissheiten. Mittels Ansätzen des Mass Customisation soll diesem Spannungsverhältnis entgegengewirkt werden. Dazu wurden in der Vergangenheit eine Reihe von Vorgehensmodellen entwickelt, an denen sich Anbieter bei der Entwicklung und Erbringung von Dienstleistungen orientieren können. Es ist allerdings zu konstatieren, dass existierende Vorgehensmodelle oftmals nicht flexibel genug sind, um dem stetigen Innovationsdruck gewachsen zu sein, der sich aus den Anforderungen der Kunden ergibt. Hier sind beispielsweise die zunehmende Verbreitung von Product-Service-Systemen und von internetbasierten Dienstleistungen zu nennen. Um dieser Herausforderung zu begegnen wird in der vorliegenden Arbeit ein Informationssystem realisiert, welche die Entwicklung und Erbringung kundenindividuell angepasster Dienstleistungen unterstützt. Der Fokus liegt dabei auf einer flexiblen Umgebung, die an verschiedene Dienstleistungsparameter angepasst werden kann. Das System basiert auf sogenannten Methodenbausteinen, die abhängig vom Charakter eines Dienstleistungsprojekts miteinander kombiniert werden, um ein auf dessen spezifischen Eigenschaften zugeschnittenes Vorgehensmodell abzuleiten. Die Methodenbausteine, die in der Arbeit entwickelt werden, fokussieren dabei die kundenindividuelle Anpassung von Dienstleistungen. Zur Umsetzung des konstruktionsorientierten Forschungsvorhabens der Arbeit wird ein Method-Engineering-Ansatz verfolgt. Dazu wird zunächst ein UML-basiertes Metamodell für das Informationssystem entwickelt, welches die enthaltenen Konzepte formalisiert. Die modulare Architektur des Informationssystems besteht aus drei Komponenten. Die Komponente Methodenbasis enthält vordefinierte Methodenbausteine. Zur Definition der Eigenschaften einer Dienstleistung und damit zur Beschreibung der spezifischen Situation wird die Komponente Projektcharakterisierung genutzt. Die anhand der definierten Situation ausgewählten Methodenbausteine werden zu einem Vorgehensmodell zusammengesetzt und an die Komponente Workflow Management Anbindung übertragen. Aufbauend auf dieser konzeptuellen Beschreibung wird die technische Realisierung des Informationssystems dargestellt. Um eine möglichst nahtlose Integration in existierende Unternehmensinfrastrukturen zu ermöglichen, wird ein XML-basiertes Austauschformat entwickelt. Mit Hilfe der XML-Spezifikation können einzelne Komponenten des Informationssystems ausgetauscht werde. Die Anbindung an ein Workflow-Management-System wird durch die Transformation gewählter Methodenbausteine in ein BPMN-Prozessmodell ermöglicht. Neben der Realisierung eines Informationssystems werden in der Arbeit weiterhin konkrete Inhalte für das System vorgestellt. Dazu wurden mit Hilfe von strukturierten Literaturrecherchen 23 Eigenschaften von Dienstleistungen sowie 82 Konzepte zur kundenindividuellen Anpassung von Dienstleistungen aus der wissenschaftlichen Literatur identifiziert. Die Konzepte bilden den Ausgangspunkt zur Definition von Methodenbausteinen und werden dazu mit Eigenschaften kombiniert, die die Situation spezifizieren, in der ein Methodenbaustein eingesetzt werden kann. Mit Hilfe dieses Vorgehens wurden 30 Methodenbausteine für die Entwicklung und Erbringung kundenindividuell anpassbarer Dienstleistungen erstellt. Die Auswahl von Methodenbausteinen anhand von Eigenschaften wird durch zwei exemplarische Dienstleistungen dargestellt. Die Evaluation der Ergebnisse der Arbeit erfolgt mit Hilfe eines mehrstufigen Verfahrens. Zunächst wird geprüft, ob die Ergebnisse den vorab definierten Anforderungen an das Informationssystem und die Methodenbausteine entsprechen. Darüber hinaus werden die Ergebnisse hinsichtlich existierender Evaluationskriterien wie den Grundsätzen ordnungsgemäßer Modellierung sowie den Gütekriterien für Method Engineering bewertet. Um Rückmeldungen aus der Praxis zu integrieren, wurden vier Workshops mit Anwendern durchgeführt. Neben überwiegend positiven Einschätzungen konnten im Rahmen der Workshops auch Verbesserungsvorschläge aufgenommen werden, mit denen die praktische Anwendbarkeit des Informationssystems erhöht werden kann

Understanding service modularity - antecedents, processes, and operationalization

The concept of service modularity has emerged as a promising solution to achieve a sound balance between growing customer requirements for individualization and a companya s necessity to standardize services for cost efficiency reasons. Although service modularity has been on the academic agenda for some time, not many examples of modularized service portfolios can be identified. Therefore, this dissertation aims to examine service modularity in the context of professional services by connecting the decisions made before, during, and after service modularization with a specific focus on the effect on the sales process. The enhanced understanding of the concept is expected to uncover new research gaps in service modularity, as well as promote its application in the context of professional services. Apart from its theoretical contribution, this dissertation will provide practitioners with an improved understanding with respect to what it means to offer a modular service portfolio, what needs to be done for the transformation, as well as what to expect from its completion