DTA-05-002

Siehe Studienverlaufsplan

Pflicht

Prof. Dr. Dirk Slama

Deutsch / Englisch

Mind. 1 x jährlich

1 Semester

150 Std.

Präsenz: 32 Std. | Selbststudium: 56 Std. | Transfer: 62 Std.

5 CP

Klausur (60 min.) oder Mündliche Prüfung oder Case oder Transferarbeit (6-8 Seiten)

Seminar (Präsenzlehre), ergänzend Selbststudium und Transfer, ggf. E-Learning, Pre- und Post-Reading

Smart, Connected Products (SCP) - von der Strategie zur Umsetzung: Business, Technologie & Operations

• Einführung: Was sind SCP?

  • Begriffsverständnis: Von IoT zu SCP

  • Warum SCP? Neue Wertschöpfung durch digitale Geschäftsmodelle, z.B. Wertschöpfungsbündel

  • Beispiele und Trends in verschiedenen Branchen: Mobilität, Gesundheit, Energie, Fertigung

  • Vorstellung und Diskussion zentraler Frameworks: AIoT Framework, Digital-First Framework, digital.auto

  • Übergang von physischen Produkten zu Software-definierten, AI-gesteuerten Produkten

• Von der Idee zur Strategie

  • Business-Strategie für SCPs: Plattform- vs. Produktansatz, Digital OEMs & Digital Operators

  • Wertversprechen & Marktanalyse: Was macht SCPs erfolgreich?

  • Use Case Definition & Business Models: SaaS, Subscription, Pay-per-Use, Ecosystem-Modelle

  • Go-to-Market & Monetarisierung: Partnerschaften, Open Source vs. Proprietär

• Anforderungen & Design

  • User Needs & System Requirements: Vom Markt zum technischen Konzept

  • Technologie-Stack für SCPs: Embedded, Cloud, Edge, AI/ML, Digital Twin

  • Architektur-Design für SCPs: Vernetzte Systeme, Plattformen, Schnittstellen, Service-orientierte Architekturen

  • Security & Compliance by Design: Privacy, Safety, Security

  • Interoperabilität & Standardisierung: Edge-Standards, API-Ökosysteme

• Sourcing & Entwicklung

  • Make or Buy?: Strategien für Technologiepartnerschaften & Ökosysteme

  • Sourcing-Strategien für SCPs: Hardware, Software, Data, AI Services

  • Entwicklungsmethoden & Tools: Agile, DevOps, MLOps für SCPs

  • Digitale Produktentwicklung: Digital Twin, Simulation, virtuelle Validierung5. Testing, Homologation & Deployment

• Qualitäts- und Teststrategien für SCPs: Von Unit-Tests bis Systemtests

  • Continuous Homologation: Anforderungen, Zertifizierung, regulatorische Prozesse

  • Regulatorische & technische Compliance: Safety, Security, AI Audits

  • Produkt-Rollout & Update-Strategien: Remote Software Updates, OTA, Continuous Deployment

• Measure & Learn: Betrieb & Optimierung

  • Betrieb von SCPs: Cloud, Edge & AI-gestützte Services

  • Telemetry & Analytics: Echtzeitüberwachung, Predictive Maintenance

  • Continuous Improvement: AI-getriebene Produktoptimierung

  • Customer Experience & Data-Driven Business Models

• Praxis & Fallstudien

  • Integrierte Fallstudie: Von der Idee über Sourcing & Entwicklung bis zum Rollout

  • digitale.auto als Praxisbeispiel für SCPs im Mobilitätsbereich

  • Übertragbarkeit auf digital.industry, digital.health, digital.building

Smart, Connected Products (SCP) – From Strategy to Implementation: Business, Technology & Operations

• Introduction: What are SCPs?

  • Understanding the Term: From IoT to SCP

  • Why SCP? New Value Creation through Digital Business Models, e.g., Value Bundles

  • Examples and Trends in Various Industries: Mobility, Healthcare, Energy, Manufacturing

  • Introduction and Discussion of Key Frameworks: AIoT Framework, Digital-First Framework, digital.auto

  • Transition from Physical Products to Software-Defined, AI-Driven Products

• From Idea to Strategy

  • Business Strategy for SCPs: Platform vs. Product Approach, Digital OEMs & Digital Operators

  • Value Proposition & Market Analysis: What Makes SCPs Successful?

  • Use Case Definition & Business Models: SaaS, Subscription, Pay-per-Use, Ecosystem Models

  • Go-to-Market & Monetization: Partnerships, Open Source vs. Proprietary

• Requirements & Design

  • User Needs & System Requirements: From Market to Technical Concept

  • Technology Stack for SCPs: Embedded, Cloud, Edge, AI/ML, Digital Twin

  • Architecture Design for SCPs: Connected Systems, Platforms, Interfaces, Service-Oriented Architectures

  • Security & Compliance by Design: Privacy, Safety, Security

  • Interoperability & Standardization: Edge Standards, API Ecosystems

• Sourcing & Development

  • Make or Buy? Strategies for Technology Partnerships & Ecosystems

  • Sourcing Strategies for SCPs: Hardware, Software, Data, AI Services

  • Development Methods & Tools: Agile, DevOps, MLOps for SCPs

  • Digital Product Development: Digital Twin, Simulation, Virtual Validation

• Testing, Homologation & Deployment

  • Quality and Testing Strategies for SCPs: From Unit Tests to System Tests

  • Continuous Homologation: Requirements, Certification, Regulatory Processes

  • Regulatory & Technical Compliance: Safety, Security, AI Audits

  • Product Rollout & Update Strategies: Remote Software Updates, OTA, Continuous Deployment

• Measure & Learn: Operations & Optimization

  • Operation of SCPs: Cloud, Edge & AI-Powered Services

  • Telemetry & Analytics: Real-Time Monitoring, Predictive Maintenance

  • Continuous Improvement: AI-Driven Product Optimization

  • Customer Experience & Data-Driven Business Models

• Practice & Case Studies

  • Integrated Case Study: From Idea through Sourcing & Development to Rollout

  • digital.auto as a Practical Example for SCPs in Mobility

  • Transferability to digital.industry, digital.health, digital.building

Das Modul ist ohne Vorkenntnisse aus anderen Modulen studierbar.

Nach erfolgreichem Abschluss des Moduls sind die Studierenden in der Lage:

• zentrale Entwicklungstrends für SCPs zu verstehen, einschließlich Software-Defined Products, AI-gestützte Systeme, Plattform-Architekturen und digitale Services. Fokus auf relevante Standards, Frameworks und Open-Source-Ökosysteme wie AIoT, Digital-First und digital.auto.

• den Nutzen und die Wirtschaftlichkeit von SCPs anhand von Kritieren zu bewerten, mit Fokus auf Marktpotenzial, Kundenmehrwert und nachhaltige Monetarisierungsmodelle wie Subscription, Pay-per-Use und datengetriebene Geschäftsmodelle.

• wesentliche Anforderungen für Datenschutz, Sicherheit und Compliance zu kennen, die erforderlich sind, um SCPs über den gesamten Lebenszyklus hinweg regelkonform und sicher zu entwickeln, zu betreiben und zu aktualisieren (OTA, AI Audits, Continuous Homologation).

• Methoden und Werkzeuge für den gesamten SCP-Lebenszyklus handzuhaben, von Idee und Strategie über Entwicklung, Testing, Markteinführung bis zu Betrieb und kontinuierlicher Verbesserung. Integration von Digital Twin, Simulation und Data-Driven Optimization.

• Die Inhalte anhand einer Case Study, die den gesamten SCP-Lebenszyklus abbildet, anzuwenden, inklusive Use Case-Definition, Technologieauswahl, Entwicklung, Testing, Markteinführung und Optimierung im Betrieb.

• eigenständig und praxisorientiert den gesamten Lebenszyklus eines SCPs zu planen und umzusetzen, von der Ideenfindung über Entwicklung, Markteinführung, Betrieb bis zur kontinuierlichen Optimierung.

• geeignete Architekturen für SCPs auszuwählen, basierend auf vernetzten Systemen, Digital Twin, AI/ML, Edge- und Cloud-Technologien sowie relevanten Standards wie COVESA VSS, AIoT Framework und digital.auto.

• das erworbene Wissen über Smart, Connected Products (SCP) praxisnah anzuwenden, insbesondere in Transferprojekten oder Studienarbeiten, um SCP-Strategien, Technologien und Geschäftsmodelle auf reale Unternehmenskontexte zu übertragen.

• Lösungen von SCP-Herausforderungen interdisziplinär anzugehen, durch die Berücksichtigung von technologischen, ingenieurwissenschaftlichen und betriebswirtschaftlichen Perspektiven – von der Systemarchitektur über Monetarisierungsstrategien bis hin zur operativen Umsetzung.

• den gesamten SCP-Lebenszyklus zu beschreiben, einschließlich Ideation, Entwicklung, Markteinführung, Betrieb und kontinuierlicher Optimierung, unter Einbeziehung von Digital Twin, Simulation, AI-gestützter Automatisierung und regulatorischen Anforderungen.

• SCP-Projekte sowohl technisch als auch geschäftlich zu bewerten, um fundierte Entscheidungen für Technologieeinsatz, Architekturdesign, Geschäftsmodellwahl und regulatorische Compliance zu treffen.

After successfully completing the module, students will be able to:

• Understand key development trends for SCPs, including software-defined products, AI-powered systems, platform architectures, and digital services. Focus on relevant standards, frameworks, and open-source ecosystems such as AIoT, Digital-First, and digital.auto.

• Assess the value and economic viability of SCPs based on criteria such as market potential, customer benefits, and sustainable monetization models like subscription, pay-per-use, and data-driven business models.

• Recognize essential requirements for data protection, security, and compliance necessary for developing, operating, and updating SCPs (OTA, AI audits, continuous homologation) in a secure and regulatory-compliant manner throughout their lifecycle.

• Utilize methods and tools for the entire SCP lifecycle, from ideation and strategy through development, testing, market launch, operation, and continuous improvement. Integration of digital twin, simulation, and data-driven optimization.

• Apply the acquired knowledge through a case study that covers the complete SCP lifecycle, including use case definition, technology selection, development, testing, market launch, and operational optimization.

• Independently and practically plan and implement the entire lifecycle of an SCP, from ideation through development, market introduction, operation, and continuous optimization.

• Select appropriate architectures for SCPs based on connected systems, digital twin, AI/ML, edge and cloud technologies, and relevant standards such as COVESA VSS, AIoT Framework, and digital.auto.

• Apply the acquired knowledge of Smart, Connected Products (SCP) in practical scenarios, particularly in transfer projects or research work, to adapt SCP strategies, technologies, and business models to real-world business contexts.

• Address SCP challenges in an interdisciplinary manner by considering technological, engineering, and business perspectives—from system architecture to monetization strategies and operational implementation.

• Describe the entire SCP lifecycle, including ideation, development, market launch, operation, and continuous optimization, incorporating digital twin, simulation, AI-powered automation, and regulatory requirements.

• Evaluate SCP projects both technically and commercially to make well-informed decisions regarding technology adoption, architecture design, business model selection, and regulatory compliance.

Verwendbar in den Masterstudiengängen Wirtschaftsinformatik, Business Engineering

Zum Selbststudium empfiehlt sich den Studierenden folgende Literatur: / For self-study, the following literature is recommended for students:

• Digital Playbook 2.0: Digital Playbook für digitale Geschäftsmodelle und Plattformstrategien. digitalplaybook.org

• Wortmann, F.; Gebauer, H.; Lamprecht, C.; Fleisch, E. (2023): Produkte als Dienstleistung verstehen: Wie das Internet der Dinge die produzierende Industrie verändert. Campus Verlag, Frankfurt am Main.

• Gassmann, O.; Frankenberger, K.; Csik, M. (2013): The St. Gallen Business Model Navigator. University of St. Gallen, St. Gallen.

• Gassmann, O.; Frankenberger, K.; Csik, M. (2014): The Business Model Navigator: 55 Models That Will Revolutionise Your Business. Pearson, Harlow.

• Osterwalder, A.; Pigneur, Y. (2010): Business Model Generation: Ein Handbuch für Visionäre, Spielveränderer und Herausforderer. Campus Verlag, Frankfurt am Main.

• Porter, M. E.; Heppelmann, J. E. (2014): How Smart, Connected Products Are Transforming Competition. In: Harvard Business Review, November 2014.

• Evans, P. C.; Annunziata, M. (2012): Industrial Internet: Pushing the Boundaries of Minds and Machines. General Electric Co., Fairfield.

• SDV Guide: Einführung in Software-Defined Vehicles und digitale Mobilitätsökosysteme. digitalplaybook.org

• Eclipse Foundation: Software-Defined Vehicle Whitepapers & Open Source Projekte. digitalplaybook.org

• Fors, P.; Bosch, J. (2021): Continuous Architecture in Practice: Lean and Agile Development für SCPs. Addison-Wesley, Boston.

• ./pulse Framework: Life-Cycle-Management für Smart, Connected Vehicles. digitalplaybook.org

• Slama, D. u. a. (2015): Enterprise IoT: Strategies and Best Practices for Connected Products and Services, O'Reilly UK Ltd

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