Vom Produkthersteller zum Anbieter von Produkt-Service –Systemen: Entwicklung eines innovativen E-Bike-Sharing-Systems

Die Entwicklung der Städte der Zukunft wird von einem zunehmenden Bevölkerungswachstum, einer hohen Bevölkerungsdichte und dem anhaltenden demografischen Wandel geprägt sein. Um die Mobilität der Bevölkerung dieser Metropolregionen zu gewährleisten, werden neue Konzepte im Bereich „Smart Mobility“ benötigt. Einen grundlegenden Schritt stellt dabei der Übergang vom klassischen Besitz von Produkten zur Nutzung sogenannter Produkt-Service-Systeme (PSS) dar: Während es bisher üblich war Fortbewegungsmittel für die individuelle Mobilität (z.B. Auto, Fahrrad) zu besitzen und den größten Teil der Zeit ungenutzt stehen zu lassen, erwirbt der Nutzer von PSS nicht das Produkt sondern vielmehr die gewünschte “Mobilität“, die ihm vom PSS-Anbieter genau für die gewünschte Strecke oder benötigte Zeit zur Verfügung gestellt wird. Dieser Wandel stellt neben den Vorteilen für die Nutzer der PSS (wie beispielsweise Kosten nur für die gewünschte Leistung, keine Wartungsarbeiten, Verbesserung der Parkplatzsituation etc.) auch ein erhebliches Potential für Firmen in Industrienationen dar, die durch das Anbieten von PSS, durchdachte und auf die Kundenprobleme zugeschnittene Gesamt-Lösungen anbieten können. Diese bieten gegenüber Konkurrenzprodukten, die in Entwicklungs- oder Schwellenländern billiger gefertigt werden, einen entscheidenden Wettbewerbsvorteil. Das Anbieten solcher PSS stellt Firmen jedoch vor neue Herausforderungen, da der Innovationsprozess von PSS durch das Zusammenwirken verschiedener Domänen (Hardware, Elektrik/Elektronik, Software, Dienstleistung) geprägt und durch den nötigen Koordinations- und Kommunikationsaufwand entsprechend komplex ist. Im Rahmen des Sonderforschungsbereichs SFB 768 werden die Innovationsprozesse von PSS unter Berücksichtigung der Dynamik der diversen externen und internen Einflussgrößen disziplinübergreifend analysiert, modelliert und gestaltet und an einem Beispiel eine effiziente Lösung für ein „Smart Mobility“-Konzept für die Städte der Zukunft geschaffen. Der Entwicklungsprozess eines innovativen E-Bike-Sharing Systems wird dabei bis zur prototypischen Umsetzung durchlaufen. Aufgrund des hohen Preises von E-Bikes erscheint es besonders sinnvoll diese als PSS anzubieten, da der Kunde so nicht von dem hohen Kaufpreis abgeschreckt wird, sondern den Mehrwert gegenüber anderen Transportmitteln unmittelbar sehen kann. Basierend auf diesen Rahmenbedingungen wurden Konzepte für ein E-Bike Sharing entwickelt. Der Ausleihvorgang soll dabei schnell, einfach und intuitiv sein. Insbesondere durch die immer stärkere Durchdringung der IT ist es zudem möglich dem Benutzer innovative Zusatzfunktion, wie Navigation, Kosten basierend auf dem Unterstützungsgrad des Motors oder Aufladen des eigenen Mobiltelefons während der Fahrt zu ermöglichen. Durch den immer höheren Verbreitungsgrad von Smartphones soll dem Nutzer in einer App das Auffinden verfügbarer E-Bikes erleichtert werden und zusätzliche Informationen, wie Kostenaufstellungen, zur Verfügung gestellt werden. Die Definition der gewünschten Funktionen und der Anforderungen des mechatronischen PSS erfolgt in einem iterativen Prozess an dem alle Disziplinen beteiligt sind. Hierbei müssen insbesondere die Schnittstellen, die sowohl disziplinspezifisch als auch disziplinübergreifend sein können, analysiert werden. Ein Beispiel für die Vielzahl der zu beachtenden disziplinübergreifenden Schnittstellen ist die Umsetzung des Kundenwunsches das E-Bike zurückzugeben (was er in der Software des Bordcomputers auswählt). Die Software muss über eine geeignete Schnittstelle den Schließbefehl an die Elektronik und den Aktor zur Betätigung des Schließmechanismus weitergeben. Der Aktor zum Schließen sowie der Bordcomputer müssen wiederum vandalismussicher und wetterfest an dem E-Bike befestigt werden wofür Halterungen (Mechanik), die diese Anforderungen erfüllen, entwickelt werden müssen. Zur Darstellung und Analyse dieser Schnittstellen im Entwicklungsprozess ist es notwendig ein disziplinübergreifendes Modell des Systems zu schaffen. Die Modellierungssprache SysML (Systems Modeling Language) bietet dabei eine geeignete Möglichkeit zur disziplinübergreifenden Modellierung. Im nächsten Schritt erfolgt die Umsetzung der Komponenten des Systems in den Einzeldisziplinen, wobei jedoch eine wechselseitige Kommunikation essentiell ist um auf nötige Änderungen adäquat reagieren zu können. Nach der Entwicklung der Einzelkomponenten erfolgt die Zusammenführung und Tests unter Einbeziehung aller Disziplinen. Auf diese Weise konnte ein E-Bike Sharing System entwickelt werden, welches als Konzept für eine „Smart Mobility“ in den Metropolen der Zukunft dienen könnte.