+ + Offene Innovationsprozesse als Cloud-Services. Simone Ehrenberg-Silies Diego Compagna Oliver Schwetje Marc Bovenschulte

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+ + Simone Ehrenberg-Silies Diego Compagna Oliver Schwetje Marc Bovenschulte Offene Innovationsprozesse als Cloud-Services + + Mai 2014 Horizon-Scanning Nr. 1? + + Offene Innovationsprozesse als Cloud-Services
+ + Simone Ehrenberg-Silies Diego Compagna Oliver Schwetje Marc Bovenschulte Offene Innovationsprozesse als Cloud-Services + + Mai 2014 Horizon-Scanning Nr. 1? + + Offene Innovationsprozesse als Cloud-Services Das Büro für Technikfolgen-Abschätzung beim Deutschen Bundestag (TAB) berät das Parlament und seine Ausschüsse seit 1990 in Fragen des technischen und gesellschaftlichen Wandels. Das TAB ist eine organisatorische Einheit des Instituts für Technikfolgenabschätzung und Systemanalyse (ITAS) im Karlsruher Institut für Technologie (KIT). Hierbei kooperiert es seit September 2013 mit dem Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung GmbH UFZ, dem IZT Institut für Zukunftsstudien und Technologiebewertung ggmbh sowie der VDI/VDE Innovation + Technik GmbH. Simone Ehrenberg-Silies Diego Compagna Oliver Schwetje Marc Bovenschulte Offene Innovationsprozesse als Cloud-Services TAB-HORIZON-SCANNING NR. 1 Büro für Technikfolgen-Abschätzung beim Deutschen Bundestag (TAB) Neue Schönhauser Straße Berlin Fon: Fax: ISSN-Print ISSN-Internet X INHALT ZUSAMMENFASSUNG 7 I. EINLEITUNG 9 II. THEMENÜBERBLICK 11 III. GRUNDLAGEN VON WISSENSCHAFT UND TECHNIK 17 IV. ENTWICKLUNG VON PRODUKTEN UND DIENSTLEISTUNGEN 29 V. WIRTSCHAFTLICHE UND GESELLSCHAFTLICHE AUSWIRKUNGEN 33 VI. TA-RELEVANTE FRAGESTELLUNGEN 37 VII. METHODIK DER SOFTWAREGESTÜTZTEN ANALYSE 41 LITERATUR 43 ANHANG 47 5 6 ZUSAMMENFASSUNG Innovationsprozesse sind heute nicht mehr eine exklusive Domäne industrieller Forschungs- und Entwicklungsabteilungen (FuE-Abteilungen). Heutzutage entstehen Innovationen auch in heterogenen und nicht strikt institutionell gebundenen Konstellationen, in denen professionelle und nichtprofessionelle Akteure an gemeinsamen, oftmals zeitintensiven Aufgaben und Projekten arbeiten. Dabei sind offene Innovationsprozesse im Sinne einer Crowd-Partizipation eng an internetgestützte Interaktionsstrukturen gebunden, um die Prozesse umzusetzen und zu organisieren. Insbesondere durch die Möglichkeit, die Prozesse in die Cloud zu verlagern, d. h. über Plattformen der Informations- und Kommunikationstechnik (IKT) eine Vielzahl von Akteuren unabhängig vom Ort einzubeziehen und die dort angebotenen Dienstleistungen (Big Data, innovationsunterstützende Software as a Service, Infrastrukturen etc.) zu nutzen und weiterzuentwickeln, werden Innovationsprozesse zukünftig trotz einer weiterhin zunehmenden Flexibilisierung und Öffnung gleichzeitig professionalisiert. Das Horizon-Scanning der zentralen Entwicklungen im Thema»Offene Innovationsprozesse als Cloud-Services«hat zu zwei strukturierenden und damit übergreifenden Trendthesen und zu weiteren fünf ergänzenden Trendthesen geführt: Strukturierende Trendthesen Innovationen entstehen vermehrt in hybriden Multiakteursnetzwerken, in denen professionelle und nichtprofessionelle Akteure sowie interessierte Nutzer gemeinsam an Ideen und Entwicklungen arbeiten. Bei Produkten und Innovationen, die im Rahmen von offenen Innovationsprozessen als Cloud-Services entstehen, werden Geschäftsmodelle weniger auf Patenten und Copyright basieren. Analog zu Entwicklungen bei Open-Source- Software ist es wahrscheinlicher, dass die Geschäftsmodelle vielmehr auf Zusatzleistungen abzielen, die rund um die Cloud-Services angeboten werden können. Ergänzende Trendthesen Offene Innovationsprozesse als Cloud-Services unterstützen den Trend zur stärkeren Individualisierung und Regionalisierung der Produktion, sodass sie perspektivisch die Entstehung von heimischen und/oder regionalen Produktionsstätten und Märkten unterstützen und dazu beitragen, beispielsweise Versorgungslücken in vom demografischen Wandel besonders stark betroffenen ländlichen Räumen zu schließen. Durch die jüngsten Entwicklungen im 3-D-Druckbereich sowie das zunehmende Angebot von 3-D-Druckern für den Heimanwender ist in den nächsten 7 II. ZUSAMMENFASSUNG Jahren zu erwarten, dass bisher weitgehend auf die Branche der Softwareentwicklung begrenzte Innovationsmethoden (Open Source) stärker die Produktionswirtschaft durchdringen. Durch die bidirektionale Umsetzung von offenen Innovationsprozessen in der Cloud bestehen eine erkennbare Analogie und möglicherweise eine Verbindung zur fortschreitenden Digitalisierung, Individualisierung und Flexibilisierung in der industriellen Produktion (Industrie 4.0). Erst durch die Optimierung und Erweiterung von Cloud-Services in offenen Innovationsprozessen werden radikale und komplexe»offene«produkte möglich. Durch die konsequente Cloud-Orientierung kann ein hoher Zusatznutzen durch die Nutzung von Big Data auch in offenen Innovationsprozessen ermöglicht werden. Dabei wird es insbesondere darauf ankommen, Datenbestände der öffentlichen Verwaltung (Public Service Information [PSI]) zugänglich zu machen und Wege zu finden, wie diese sicher mit My Data (nutzergenerierten/-spezifischen Daten) kombiniert werden können. 8 EINLEITUNG I. Das vorliegende Horizon-Scanning zum Thema»Offene Innovationsprozesse als Cloud-Services«wurde im Herbst 2013 von den Berichterstattern des Ausschusses für Bildung, Forschung und Technikfolgenabschätzung des 17. Deutschen Bundestages als Auftrag an das Büro für Technikfolgen-Abschätzung beim deutschen Bundestag (TAB) gegeben. Ziel der Arbeiten war es, in diesem bisher noch nicht definierten Thema aktuelle und zukünftige Entwicklungen und damit verbundene Fragestellungen zu identifizieren. Aufgrund des begrenzten Auftrags unterscheidet sich die resultierende Analyse erkennbar von den üblichen TAB-Berichten, die vorgegebene Themen in ihrer gesamten Breite und Tiefe durchdringen. Entsprechend dem prospektiven Ansatz operiert die Untersuchungsmethode des Horizon-Scannings mit thematischen Korrelationen und Konvergenzen, um auf diese Weise diffuse und schwache Signale zu übergeordneten Entwicklungen zusammenzufassen. Mit Blick auf die offenen Innovationsprozesse als Cloud-Services kam es somit in erster Linie darauf an, wie sich das Thema beschreiben lässt, was seine zentralen Elemente sind und welche Perspektiven damit verbunden sein können. Ausgehend von einigen Hypothesen, mit denen das Thema zu Beginn der Untersuchung vorstrukturiert wurde, wurde eine umfassende Suche und Analyse von Quellen durchgeführt, die kategorisiert und mithilfe einer Software codiert wurden, um später gezielt ausgewertet zu werden. Diese Codierung erfolgte mittels eines dynamischen Codeschemas, um unterschiedliche Informationseinheiten in den verschiedenen Quellen zu kategorisieren. Aus den rund 200 ausgewerteten Quellen resultierten auf diese Weise ca kategorisierte Informationseinheiten. Da die überwiegende Mehrzahl dieser Informationseinheiten mit zwei und mehr verschiedenen Codes versehen wurde, konnten mithilfe der Software Querbezüge zwischen den Informationseinheiten und somit thematische Konvergenzen bzw. Schnittmengen identifiziert werden. Je mehr unterschiedliche Informationen in eine solche thematische Schnittmenge einfließen, desto relevanter ist diese und desto höher ist die Wahrscheinlichkeit, dass es sich dabei um einen signifikanten Trend handelt (eine ausführliche Beschreibung der Methodik findet sich im Kap. VII). Die wesentlichen Ergebnisse des Horizon-Scannings zum Thema»Offene Innovationsprozesse als Cloud-Services«können in zwei strukturierenden und fünf ergänzenden Trendthesen (Kap. II bis V) zusammengefasst werden. Die TA-relevanten Fragestellungen werden im Kapitel VI vorgestellt. 9 10 THEMENÜBERBLICK II. In dem Thema»Offene Innovationsprozesse als Cloud-Services«verdichten sich Entwicklungen, die mit Schlagworten wie nutzerintegrierte Innovation, Nutzerpartizipation, Fab-Labs, Crowd-Sourcing, Open Source, Cloud-Working, Web 2.0 sowie Individualisierung und Regionalisierung der Produktion versehen werden können. Letztlich zeichnet sich vor ihrem Hintergrund ein Trend hin zu Innovationsprozessen ab, die stark partizipativ sind, auf Schwarmintelligenz und die Möglichkeit setzen, patentfreie Software, Baupläne etc. nach dem Shanzhai-Prinzip (Aufgreifen Kopieren Weiterentwickeln zur Verfügung stellen) zu neuen Innovationen und Produkten weiterzuentwickeln (Abb. II.1). Die Bedeutung und der Mehrwert der Einbeziehung von Nutzern für den Innovationsprozess wurden schon Ende der 1970er Jahre erkannt (Hippel 1976). ABB. II.1 BEGRIFFSWOLKE ZU OFFENEN INNOVATIONSPROZESSEN ALS CLOUD-SERVICE Innovationsfähigkeit Shanzhai 3-D-Drucker Reparatur-Café Open Source frugale Fab-Lab Cloud Innovation Big Data Linux Patente Crowd Netzwerkökonomie Open Access Creative Commons Open Source in Biotech Nutzerintegration Absorptive Capacity Die Begriffswolke, mit der die offenen Innovationsprozesse als Cloud-Services näherungsweise charakterisiert werden. Da es sich nicht um ein definiertes Thema handelt, mussten durch die Verknüpfung verschiedener Elemente/Entwicklungen die Eckpunkte des Themas festgelegt werden. Auf diese Weise konnten erste Arbeitshypothesen für die Suche und Quellenanalyse formuliert werden, die im weiteren Verlauf profiliert, erweitert, verworfen und validiert worden sind. Während die ursprüngliche Bedeutung von offenen Innovationsprozessen eine Erweiterung der Unternehmens-FuE um ausgewählte externe Partner meinte (Chesbrough 2003) (also im Grunde genommen nichts anderes als jedwede Verbundforschung im Rahmen der Projektförderung oder die Einbindung externer FuE-Dienstleister), ist das heutige Verständnis von Open Innovation viel stärker von Phänomenen wie Crowd-Sourcing (über eigene Plattformen im Internet wie Innocentive, Innoget oder speziell im Technologiebereich NineSigma) und partizipativer Innovation geprägt. Abbildung II.2 fasst zentrale Tendenzen im Feld Open Innovation zusammen. 11 II. THEMENÜBERBLICK ABB. II.2 vorläufige Strömungen Technologietransaktionen Nutzerinnovationen Geschäftsmodelle Innovationsmärkte AKTUELLE SCHWERPUNKTE DER ERFORSCHUNG VON OFFENEN INNOVATIONSPROZESSEN IM SINNE EINER BREITEN ÖFFNUNG UND WISSENSINTEGRATION ausgewählte Merkmale Integration von externer Wissenserkundung, -beibehaltung und -erschließung Integration von ergänzenden internen und externen Prozessen Integration von Technologiemanagement und Innovationsmanagementforschung Die vorläufigen Strömungen beschreiben Entwicklungen, die Gegenstand der Forschung sind, und deren Ausprägung zu Herausforderungen für»traditionelle«innovationsstrukturen führt. Die Fähigkeit eines Unternehmens/einer Organisation, externes Wissen aufzunehmen und zu nutzen, beschreibt deren»absorptive Capacity«(Cohen/Levinthal 1990). Quelle: nach Lichtenthaler 2011 Wenngleich das Konzept der Open Innovation somit nicht neu ist, erfährt es spätestens mit der Entwicklung des Web 2.0 zur Beginn der 2000er Jahre, also der zunehmenden Bereitstellung und Verbreitung von Webinhalten durch die Nutzer selbst, eine neue Dynamik. Neben den genannten Plattformen, bieten spezialisierte Firmen internetbasierte Lösungen an, die Prozesse des Innovationsmanagements strukturieren und durch Öffnungsprozesse externe Akteurskreise (definierte Gruppen wie Zulieferer oder vollständig offen) einbeziehen können. So bietet etwa die im Jahr 2007 gegründete deutsche Firma Crowdworx (www.crowdworx.com/de) speziell für kleine und mittlere Unternehmen (KMU) ein modulares Paket, das eigene Lösungen für die Open Innovation beinhaltet, indem etwa incentivierte Innovationswettbewerbe lanciert werden können. Ferner können in die Plattform Methoden zur Nutzerauswertung durch einen Social Forecast oder Analysewerkzeuge für das Monitoring der einzelnen Aktivitäten integriert werden. Durch die konsequente Cloud-Orientierung kann ein hoher Zusatznutzen durch die Nutzung von Big Data auch in offenen Innovationsprozessen ermöglicht werden. Dabei wird es insbesondere darauf ankommen, Datenbestände der öffentlichen Verwaltung (PSI) zugänglich zu machen und Wege zu finden, wie diese sicher mit My Data (nutzergenerierten/-spezifischen Daten) kombiniert werden können. 12 II. THEMENÜBERBLICK Die Entwicklung von vergleichsweise einfachen Onlinespeichern und Internetplattformen zu hochleistungsfähigen und skalierbaren Cloud-Diensten (z. B. Bereitstellung von variabler und individueller Rechenleistung, Datenverfügbarkeit, Suchgeschwindigkeiten von Datenbanken, spezifische Softwarelösungen as a Service etc.) führt die im Web 2.0 begonnene Entwicklung zukünftig fort. Dabei können in hybriden Cloud-Modellen sowohl private als auch öffentliche Cloud- Teile festgelegt werden, die eine Abgrenzung von unternehmensinternen und öffentlichen Bereichen ermöglicht. Vor dem Hintergrund der Übertragung in Cloud-basierte Umgebungen ist zu beachten, dass sich die Integration von großen, heterogenen und unstrukturierten Datenmengen (Big Data) in das Cloud- Konzept dabei mit hoher Wahrscheinlichkeit zu einem wichtigen Innovationstreiber in der Wissensgesellschaft (»Daten als Treibstoff einer wissensbasierten Wertschöpfung«) entwickeln wird. Diese Anbindung markiert einen entscheidenden Schritt von reinen Internetplattformen hin zu Cloud-basierten, umfassenden Servicepaketen. Die Cloud ist damit nicht mehr nur ein Organisationswerkzeug für verteilte Innovationsprozesse, sondern aufgrund der Datennutzung etc. gleichzeitig auch Substrat der Innovation selbst. Dies gilt insbesondere dann, wenn diese umfassenden Datenmengen auch als Open Data (hier insbesondere PSI aus der öffentlichen Verwaltung) frei und mittels entsprechender Cloudbasierter Software as a Service gezielt und kostengünstig nutzbar sind und somit auch KMU oder gar Privatanwendern offenstehen. Die sinnvolle Nutzung der Daten ist an ein komplexes Prozesswissen gebunden und gilt insbesondere für das Auffinden von Korrelationen unterschiedlicher Phänomene, die auch für die Predictive Analytics genutzt werden können und gleichsam die Möglichkeit eines»blicks in die Zukunft«bieten. In Kombination mit dem Social Forecast entstehen hier leistungsfähige Instrumente der Analyse und Vorausschau, etwa der Marktentwicklung oder des Kundenverhaltens:»So kann eine Versicherungsgesellschaft mit Datenanalytics heute wissen, welche Mitglieder nächstes Jahr mit großer Wahrscheinlichkeit ins Krankenhaus müssen und für wie lange. Ein Supermarkt kann aus dem Kaufverhalten hochrechnen, ob eine Frau schwanger ist. Und die Polizei weiß möglicherweise, wo zu welchem Zeitpunkt die nächsten Einbrüche stattfinden werden.«(manhart 2013) Cloud-Services und Big-Data-Anwendungen werden zum Teil von Unternehmen angeboten, die bisher traditionelle Hardwarevermarkter waren und in den neuen Cloud-Infrastrukturen neue Wachstumspotenziale sehen (Velten/Janata 2013; Wiehr 2014) hat das deutsche Unternehmen AppSphere AG die»initiative Cloud-Services Made in Germany«ins Leben gerufen. Voraussetzung, um Mitglied in der Initiative zu werden, ist es, den Hauptsitz und den Gerichtsstand in Deutschland zu haben sowie mit Kunden Verträge nach deutschem Recht zu schließen (Cloud-Services Made in Germany 2014). Hinter dieser Bewegung verbirgt sich der Wunsch nach Daten- und Rechtssicherheit, auch hinsichtlich der Abwehr möglicher Industriespionage. Die angebotenen Cloud-Services sind 13 II. THEMENÜBERBLICK kostenpflichtig. Überhaupt scheinen kostenfreie Cloud-Services im Wesentlichen im Angebot von Speicherplatz in der Cloud zu bestehen. Der Open-Source- Gedanke ist in der Cloud-Service-Community noch nicht besonders stark verankert, wenngleich die Bereitstellung und Nutzung insbesondere von Open Data (z. B. PSI) kostenlose Verwendungsformen nahelegt. Im Unterschied dazu ist er in der Desktop-Fabrication-Szene weitaus präsenter, wenngleich auf den ersten Blick nicht minder widersprüchlich (siehe dazu auch»desktop Fabrication als Cloud-Service«; Kap. III). So war der erste 3-D-Drucker von MakerBot noch ein Open-Source-Projekt, aber auch dieser Hersteller ist mit seinem MakerBot Replikator 2 zu einem geschlossenen System zurückgekehrt (c't Hacks 2014). Aufgrund der aktuellen Dynamik im 3-D-Druckbereich sowie des wachsenden Angebots entsprechender Systeme für den Endnutzerbereich (die Geräte sind mittlerweile für rund Euro im etablierten Elektro-/Elektronikhandel erhältlich) ist in den nächsten Jahren zu erwarten, dass bisher überwiegend aus der Softwareentwicklung bekannte Entwicklungs- und Innovationsansätze wie Open Source auch Einzug in die Produktion halten werden. Ein Beispiel für Open Source in der Produktionswirtschaft bietet die Website von thingiverse.com, auf der zahlreiche CAD-Dateien für 3-D-Drucker kostenlos zur Verfügung gestellt und weiterentwickelt werden können und dadurch Entwicklungsschritte in eigenen Designprozessen überflüssig machen könnten (Buhse 2012, S. 1). Eine wichtige Voraussetzung für die weitreichende Verbreitung und Nutzung additiver Verfahren auch im semiprofessionellen Bereich scheint allerdings zu sein, dass sich Kosten für den 3-D-Druck in Zukunft verringern, die Druckgeschwindigkeit steigt und die Materialvielfalt zunimmt (z. B. Druck von Schaltkreisen auf Basis von Polymerelektronik). Durch die jüngsten Entwicklungen im 3-D-Druckbereich sowie das zunehmenden Angebot von 3-D-Druckern für den Heimanwender ist in den nächsten Jahren zu erwarten, dass bisher weitgehend auf die Branche der Softwareentwicklung begrenzte Innovationsmethoden (Open Source) stärker die Produktionswirtschaft durchdringen. Wird Big Data mit nutzergenerierten Daten (My Data; Abb. II.3) aus dem Internet (der Dinge) kombiniert, ergeben sich insbesondere im Servicebereich zahllose Möglichkeiten, neuartige, ortsbezogene und individuelle Angebote zu generieren. Schon heute werden mittels Smartphones en passant riesige Mengen situationsund ortsabhängiger Kommunikations-, Sensor- und App-Daten erzeugt. Zukünftig wird sich durch eine Vielzahl von Smart Devices wie Uhren, Brillen und andere Wearables (unmittelbar am Körper getragene, in Kleidungsstücke o. Ä. integrierte Geräte), die kurz vor dem Sprung in den Massenmarkt stehen, die Datenflut weiter anschwellen jeder Nutzer wird damit (unbewusst) Teil eines Crowd- und womöglich eines offenen Innovationsprozesses, da seine Nutzung und Präferenzen in Echtzeit in die Optimierung der Services einfließen. Aus diesen 14 II. THEMENÜBERBLICK gleichsam im Hintergrund laufenden Prozessen der Datensammlung und -übertragung ergeben sich nicht nur wichtige Hinweise für die Optimierung von Marketingaktivitäten und die Anpassung bestehender Geschäftsmodelle. Tatsächlich wird dem freien Zugang zu großen Datenmengen, die Nutzung, Verarbeitung, Erweiterung der Daten und erneute Bereitstellung dieser vorstrukturierten, mit Metadaten versehenen oder auch Smart Data ein hohes Innovations-, aber auch Wirtschaftspotenzial in dem zuvor genannten Kontext beigemessen (siehe dazu auch»der Wert von Informationen für offene Innovations- und Wertschöpfungsprozesse«; Kap. V). ABB. II.3 DAS VERHÄLTNIS DER UNTERSCHIEDLICHEN FORMEN VON DATEN All Data Big Data Open Data Public Data (PSI) My Data PSI steht für Public Service Information und beschreibt Daten aus der öffentlichen Verwaltung. Quelle: Manyika et al. 2013, S. 4 SOZIOÖKONOMISCHER KONTEXT Offene Innovationsprozesse als Cloud-Services setzen auf die Inklusion unterschiedlicher gesellschaftlicher und wirtschaftlicher Akteure. Dabei kann die eigene Funktion darauf beschränkt bleiben, Ideen und Produktvorschläge in Blogs und Foren zu präsentieren. Das eigentliche Potenzial liegt jedoch im Einbringen eigener Entwicklungsleistungen, die an Vorarbeiten anderer anschließen und die Basis für Weiterentwicklungen durch andere Akteure bilden können. Einen ähnlichen Ansatz verfolgt auch das plattformgestützte Modell der Citizen Science, in dem Laien an wissenschaftlichen Aufgabenstellungen mitwirken können (www.buergerschaffenwissen.de oder Innovationsprozesse dieser Art erfordern neue Kooperationsmodelle (bzw. einen ver- 15 II. THEMENÜBERBLICK lässlichen Übergang von offenen in geschlossene Prozesse), einen angepassten rechtlichen Rahmen (Copyright, Haftungsfragen, Lizenzregelungen), ein hohes Fachwissen sowie eine ausgeprägte Kommunikationsfähigkeit e
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