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Smart Home. Wirtschaftliche Potenziale und Herausforderungen

Seminararbeit 2014 36 Seiten

Informatik - Wirtschaftsinformatik

Leseprobe

Inhaltsverzeichnis

Abbildungsverzeichnis

Tabellenverzeichnis

Abkürzungsverzeichnis

1 Einleitung
1.1 Problemstellung und Zielsetzung
1.2 Methodik und Aufbau der Arbeit

2 Smart Home
2.1 Begriffsabgrenzung und Definition
2.2 Prinzipielle Aufgaben von Smart Home-Lösungen

3 Dienstleistungspotenziale und Herausforderungen im Smart Home
3.1 Dienstleistungspotenziale
3.1.1 Anwendungsfelder von Smart Home-Lösungen
3.1.2 Dienstleistungserstellung im Smart Home
3.1.3 Rollen eines Dienstleisters bei der Leistungserbringung
3.2 Aktuelle Herausforderungen

4 Fazit

Literaturverzeichnis

Abbildungsverzeichnis

Abb. 1 Prinzipielle Aufgaben in einem Smart Home-System

Abb. 2 Smart Home-Anwendungsfelder mit ausgewählten Teilbereichen (in Anlehnung an BALTA-OZKAN et al. (2013, S. 362))

Tabellenverzeichnis

Tab. 1 Bei der Literaturrecherche verwendete Datenbanken und Suchbegriffe

Tab. 2 Smart Home-Anwendungsfelder in der Literatur

Tab. 3 Möglichkeiten zur halbautomatischen Dienstleistungserstellung

Tab. 4 Ausgewählte Quellen mit Beispielen für Dienstleistungen

Tab. 5 Rollen in Smart Home-Plattformen und –wertschöpfungsnetzwerken

Tab. 6 Bedeutendste aktuelle Herausforderungen im Smart Home-Markt

Abkürzungsverzeichnis

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten.

1 Einleitung

1.1 Problemstellung und Zielsetzung

Für viele Menschen entwickelt sich die eigene Wohnung zum Lebensmittelpunkt, womit auch steigende Anforderungen und Ansprüche an die Wohnqualität verbunden sind (Heinze 2013, S 8). Daneben verlangen Verbraucher höhere Sicherheit, geringere Kosten für Stromverbrauch und Gesundheitsfürsorge sowie größeren Komfort im Alltag (O’Malley und Munoz 2014, S. 9). Diese Ansprüche bedeuten marktwirtschaftliche Chancen. Jüngste Innovationen in der Sensortechnik, bei Analysewerkzeugen und Touch-Screens, aber auch die steigende Vernetzung von Objekten ermöglichen die Entwicklung neuartiger Lösungen im Bereich der intelligenten Wohnung (Smart Home), um diese Chancen nutzen zu können (O’Malley und Munoz 2014, S. 9).

Der Begriff des Smart Home (SH) ist kein neuer und steht schon länger im Licht der Öffentlichkeit (Hendricks 2014). Zahlreiche Studien prognostizieren aber erst in den letzten Jahren ein starkes Wachstum des SH-Marktes (Bhas 2012, S. 4; O’Malley und Munoz 2014, S. 6; Taga et al. 2012, S. 22). So erwarten Research&Markets bspw. bis zum Jahr 2020 einen Anstieg des europäischen SH-Marktwertes auf 13,81 Milliarden Dollar mit einer zweistelligen jährlichen Wachstumsrate (oV 2013). Allerdings wird auch festgestellt, dass dazu die Verbreitung von SH-Lösungen über das Premium-Kundensegment hinaus in die Massenmärkte forciert werden muss (Deloitte 2013, S. 4). Es stellt sich daher die Frage, welche Schwierigkeiten diese Entwicklung aufhalten.

Während es eine Fülle von wissenschaftlicher Literatur zu verwandten Themen, wie dem Smart Grid, gibt, wird SH nicht im selben Maße wissenschaftlich untersucht (Balta-Ozkan et al. 2014, S. 65). Forschungsarbeiten analysieren SH bisher mehrheitlich aus einer technologischen Perspektive (Pynnönen und Immonen 2012, S. 241), aber sozio-organisationale oder ökonomische Betrachtungen sind selten (Solaimani et al. 2013, S. 9). Mittlerweile existieren eine große Zahl von SH-Produkten (Sietmann 2014, S. 136) und Beschreibungen einiger spezieller SH-Geschäftsmodelle. Eine umfassende systematische Darstellung von Dienstleistungsmöglichkeiten im SH-Bereich ist jedoch nicht verfügbar (Balta-Ozkan et al. 2014, S. 65).

Daraus resultieren folgende Forschungsfragen für diese Arbeit: Welche Dienstleistungspotenziale ergeben sich durch Smart Home und was sind aktuelle Herausforderungen, die der Entwicklung von SH zu einem Massenmarkt noch entgegenstehen?

1.2 Methodik und Aufbau der Arbeit

Zur Zielerreichung wurde das Vorgehen der Reviewanalyse nach Fettke (2006) gewählt. Literatur zu Smart Home allgemein ist ausreichend, Arbeiten zu dessen ökonomischen Potenzialen allerdings nur in geringer Anzahl vorhanden. Hauptsächlich fokussiert letztere Literatur auf Teilbereiche des SH und verdeutlicht Wertschöpfungsmöglichkeiten anhand von Fallbeispielen. Zusätzlich dazu existieren mehrere, zum Teil empirische Studien und Veröffentlichung von Dienstleistungsunternehmen, in denen wirtschaftliche Möglichkeiten im Smart Home demonstriert werden. Nicht zuletzt wurde die Anwendung der Literaturanalyse anderen Methoden auch angesichts des zeitlich begrenzten Rahmens zur Erstellung dieser Arbeit vorgezogen.

Tab. 1 Bei der Literaturrecherche verwendete Datenbanken und Suchbegriffe

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten.

Tab. 1 gibt einen Überblick über die durchsuchten Datenbanken und die benutzten Suchbegriffe zur Identifikation relevanter Veröffentlichungen. Ausgehend von den Suchergebnissen wurden ebenso darin referenzierte Quellen sowie von den Suchmaschinen als ähnlich vorgeschlagene Literatur berücksichtigt. Darüber hinaus fanden die mit „A“ oder „B“ bewerteten Journale des VHB-JOURQUAL2-Teilrankings „Wirtschaftsinformatik und Informationsmanagement“ (VHB 2009) Berücksichtigung. Relevante Publikationen sollten in deutscher oder englischer Sprache und in den letzten zehn Jahren veröffentlicht worden sein, um Aktualität zu gewährleisten. Nach Lesen des „Abstracts“ bzw. der Zusammenfassung der Suchergebnisse erfolgten weitere Einschränkungen. So wurden nur Publikationen berücksichtigt, deren Ergebnisse auf in der Realität existierenden und kommerziell genutzten SH-Lösungen beruhen und die eine nicht ausschließlich technische Sichtweise auf diese Lösungen haben. Letztendlich wurden insgesamt 57 relevante Veröffentlichungen analysiert.

Diese Arbeit gibt einen Überblick über Dienstleistungspotenziale im SH-Markt, welche. im Rahmen dieser Arbeit als Möglichkeiten zur Erbringung einer Dienstleistung verstanden werden. Dienstleistungen (engl. Services) werden von Maleri und Frietzsche (2008, S. 5) als „[…] unter Einsatz externer Produktionsfaktoren für den fremden Bedarf produzierte immaterielle Wirtschaftsgüter […]“ definiert und dadurch von Sachgütern abgegrenzt (Richter und Souren 2008, S. 16). Meyer (1991, S. 198) versteht unter Dienstleistungen „[…] angebotene Leistungsfähigkeiten, die direkt an externen Faktoren (Menschen oder deren Objekte) mit dem Ziel erbracht werden, an ihnen gewollte Wirkungen […] zu erreichen.“ Folglich sollen Möglichkeiten zur Wertschöpfung in Form von materiellen Produkten, und Möglichkeiten zur Umsatzgenerierung oder Kostenreduktion in dieser Arbeit nicht betrachtet werden.

Die Übersicht über die in der Literatur identifizierten Dienstleistungspotenziale soll anhand folgender Kategorien erfolgen, welche in Kapitel drei noch näher erläutert werden: Anwendungsfelder, Dienstleistungserstellung und Rollen eines Dienstleisters bei der Leistungserbringung. Diese Kategorien orientieren sich inhaltlich an drei der von Wirtz (2010, S. 119-149) erkannten Bestandteile integrierter Geschäftsmodelle, nämlich den Marktangebots-, Leistungserstellungs- und Netzwerkmodellen. Sie entsprechen ihnen aber nur bedingt (vgl. Kapitel 3). Nach Wirtz‘ Definition eines Geschäftsmodells (engl. Business Model) kann eine Dienstleistung einen Teil dessen bilden (Wirtz 2010, S. 81 f.). Deshalb ist die Verwendung oben genannter Elemente zur Kategorisierung von Dienstleistungspotenzialen plausibel.

Um ein besseres Verständnis des Begriffs „Smart Home“ zu erhalten, erfolgen im anschließenden Kapitel eine Abgrenzung von verwandten Begriffen und die Entwicklung einer Arbeitsdefinition von SH. Dort werden auch technologische Bestandteile und prinzipielle Aufgaben von SH-Systemen erläutert, an die Dienstleistungen anknüpfen. Kapitel drei fokussiert die Darstellung von SH-Dienstleistungspotenzialen anhand der drei eben genannten Kategorien. Weiterhin werden in diesem Kapitel technische Schwierigkeiten sowie Herausforderungen aus Sicht von Anbietern und Konsumenten dargelegt, die für eine umfangreiche Nutzung von SH-Lösungen noch zu überwinden sind. Kapitel vier beendet diese Arbeit mit Zusammenfassung und kritischer Würdigung der Ergebnisse sowie einem Ausblick auf zukünftige Entwicklungen und Forschungsbedarf.

2 Smart Home

2.1 Begriffsabgrenzung und Definition

Zurzeit existiert noch kein einheitliches Verständnis des Begriffs „Smart Home” (Aldrich 2003, S. 33). „Smart Home“, oder „intelligentes Haus“, wird häufig für verschiedene Dinge verwendet. Viele Menschen würden z.B. ein Haus als intelligent bezeichnen, das ferngesteuert werden kann, um Geräte an- und abzuschalten, obwohl darin keine intelligente Automatisierung auftritt. Forscher würden die Bezeichnung „intelligent“ in diesem Zusammenhang dagegen für Häuser verwenden, die auf Aktionen ihrer Bewohner selbstständig reagieren und sich ihnen in komplexer Weise anpassen. In der Industrie findet SH wiederum oft in Marketingaktivitäten Verwendung, um allgemein programmierbare Geräte zu beschreiben, die Aktionen automatisiert durchführen können (Mennicken et al. 2014, S. 105).

Strese et al. (2010, S. 8) definieren Smart Home als „[…] privat genutztes Heim […], in dem die zahlreichen Geräte der Hausautomation […], Haushaltstechnik […], Konsumelektronik und Kommunikationseinrichtungen zu intelligenten Gegenständen werden, die sich an den Bedürfnissen der Bewohner orientieren. Durch Vernetzung dieser Gegenstände untereinander können neue Assistenzfunktionen und Dienste zum Nutzen des Bewohners bereitgestellt werden und einen Mehrwert generieren, der über den einzelnen Nutzen der im Haus vorhandenen Anwendungen hinausgeht”. Dabei beschränken die Autoren SH auf privat genutzte Heime, führen einige am SH beteiligte Komponenten auf und erwähnen Dienste, die einen Mehrwert für die Nutzer schaffen sollen. Sie detaillieren aber nicht, was sie unter der Intelligenz der Gegenstände verstehen und wie sich diese ergibt. Eine alternative Definition wird von Aldrich (2003, S. 17) ge-geben: „A Smart Home can be defined as a residence equipped with computing and information technology which anticipates and responds to the needs of the occupants, working to promote their comfort, convenience, security and entertainment through the management of technology within the home and connections to the world beyond“. Er geht dabei auf Ziele des SH ein und beschreibt die Intelligenz in Form einer vorkalkulierenden und auf die Bedürfnisse der Nutzer reagierenden Informationstechnologie. Im Gegensatz zur reinen Hausautomatisierung charakterisiert er SH insbesondere durch Verbindungen außerhalb des Hauses. King (2003, S. 2) betont in seiner Definition von SH zusätzlich die Aspekte der Fernüberwachung, Fernsteuerung und des Fernzugriffs auf das Heim oder darin befindliche Geräte als Funktionen eines Smart Homes.

Ubiquitous Computing (allgegenwärtige Datenverarbeitung) und Ambient Intelligence (umgebende Intelligenz) sind häufig mit Smart Home assoziierte Begriffe

(Georgieff 2008, S. 29). In Fabian und Hansen (2006, S. 11) wird Ubiquitous Computing als Vision beschrieben, in der eine unsichtbare Vernetzung von Computern in „intelligenten Gegenständen“ die Aufgaben des Computers als Gerät übernehmen und damit die Menschen unauffällig bei ihren Aufgaben unterstützen. Ubiquitous Computing kann also als Überbegriff für Smart Home angesehen werden. Hinter Ambient Intelligence verbirgt sich ein Netzwerk aus mehreren Objekten, das Daten aus der realen Umwelt aufnehmen, analysieren und darauf reagieren kann. Objekte können hierbei z.B. Sensoren oder Laptops sein (Bick et al. 2008, S. 4). Das Personen umgebende Netz nimmt den Zustand dieser Personen auf, ahnt deren individuelle Bedürfnisse voraus, reagiert auf sie und passt sich ihnen an (Ojasalo et al. 2010, S. 254). Intelligenz verbirgt sich daher in der individuellen Ableitung von Reaktionen aus vorher erfassten Zuständen. Hausautomatisierung, die häufig ähnlich definiert wird, soll angesichts der vorher genannten Definitionen von SH so verstanden werden, dass die Objekte bei der Hausautomatisierung zwar eigenständig Zustände erfassen sowie Reaktion ableiten und durchführen können, sich dabei aber nicht an individuelle Bedürfnisse und den jeweiligen Kontext anpassen (Aldrich 2003, S. 31).

Vor diesem Hintergrund wird Smart Home in dieser Arbeit als Anwendung von Ubiquitous Computing für privat genutzte Heime definiert, die durch den Einsatz von Ambient Intelligence, Fernsteuerung oder Hausautomatisierung in der Lage ist, einem Nutzer kontextabhängig automatisierte oder unterstützende Funktionen und Dienstleistungen bereitzustellen. Es wird weiterhin davon ausgegangen, dass ähnliche Begriffe, wie „Connected Home“, „Intelligent Home“ oder „Connected House“ sich nicht wesentlich von SH unterscheiden, weshalb sie in dieser Arbeit als synonym angesehen werden.

2.2 Prinzipielle Aufgaben von Smart Home-Lösungen

Zur Bereitstellung dieser automatisierten und unterstützenden Funktionen und Dienstleistungen unterscheiden Fleisch und Dierkes (2003, S. 616) drei Klassen von Basisaufgaben in Ubiquitous Computing-Lösungen: Datenerfassung, Datenauswertung und Aktorik. Diese Arbeit nähert sich den prinzipiellen Aufgaben einer SH-Lösung aus Sicht der technologischen Bestandteile. Jede der eben aufgeführten Aufgaben kann von verschiedenen technologischen Komponenten eines SH-Systems ausgeführt werden. Die Klasse „Datenerfassung“ beinhaltet allerdings zwei Aufgaben, „Datenerfassung“ und „Datenübertragung“, die jeweils von unterschiedlichen Komponenten übernommen werden können. Es sollen deshalb in dieser Arbeit vier prinzipielle Aufgaben unterschieden werden, die Smart Home-Lösungen im Regelkreisprinzip ausführen können (Abb. 1). Im Folgenden werden diese Aufgaben mit den bei der Ausführung beteiligten technologischen Komponenten beschrieben.

Datenerfassung

Diese Aufgabe umfasst die Messung von Regelgrößen (Ist-Zuständen), das bedeutet, der vielfältigen Umweltparameter oder des Zustands von Personen, auf die das SH-System reagieren soll. Dazu werden Sensoren eingesetzt, die den Kontext und die Bedürfnisse des Benutzers erfassen. So können diese z.B. in physiologischen Geräten vorkommen, um den Gesundheitszustand einer Person aufzunehmen, oder in Multimedia-Geräten eingesetzt werden, um audiovisuelle Informationen zu registrieren

(Alam et al. 2012, S. 1196).

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten.

Abb. 1 Prinzipielle Aufgaben in einem Smart Home-System

Datenverarbeitung

In dieser Aufgabe findet die eigentliche Intelligenz eines SH-Systems ihren Ursprung. Die durch Geräte und Objekte erfassten Daten werden in einer intelligenten Kontrolleinheit fusioniert und verarbeitet. Allgemein gesagt, werden dann Regelgrößen mit Führungsgrößen (Soll-Zustände) verglichen, um Maßnahmen zur Erreichung der gewünschten Zustände zu definieren. Dazu kommen verschiedene Algorithmen zum Einsatz. Die darin angewendeten Logik- und Reasoning-Verfahren umfassen z.B. Methoden zur Nutzerabbildung, Aktivitätswahrnehmung und Aktivitätsprognose, zum Entscheiden sowie zum räumlichen und zeitlichen Schlussfolgern (Alam et al. 2012, S. 1198 f.; Ojasalo et al. 2010, S. 255). Ergebnis dieser Verfahren sind Entscheidungen darüber, welche Reaktionen ausgeführt, und welche anderen Funktionsumfänge und Dienstleistungen eingebunden werden können (Deloitte 2013, S. 6). Sie können in Form von Daten an die Aktoren im Haus, oder an Haus-externe Backend-Systeme zur Weiterverarbeitung und Einbindung in Geschäftsprozesse gesendet werden (Kuebel und Zarnekow 2014, S. 5). An der Steuerung kann der Benutzer z.B. durch Fernsteuerungsfunktionen auch selbst beteiligt werden. Dazu existieren Benutzerschnittstellen (z.B. Schalter, Bildschirm, Tastatur) in dedizierten, stationären oder mobilen Geräten, die Steuerung und Konfiguration von Komponenten im SH aus der Ferne ermöglichen.

Zustandsänderung

Aktoren bieten Mechanismen zur Ausführung von Aktionen und Zustandsänderungen (Stellgrößen), welche durch die Datenverarbeitung des Systems bestimmt werden. Wie Sensoren verbinden auch Aktoren die Logik von Ambient Intelligence mit der realen Welt (Ojasalo et al. 2010, S. 255). Aktionen und Zustandsänderungen wirken sich auf den Benutzer bzw. seine Umwelt aus und stehen in mittelbarem Zusammenhang mit seinen Bedürfnissen. Aktoren finden so z.B. in Haushaltsgeräten, wie Heizungen und Waschmaschinen, oder in Unterhaltungselektronik Verwendung

(Fachinger et al. 2012a, S. 8).

Datenübertragung

In einem SH-System sind Geräte und Objekte im Haus untereinander und mit der zentralen Kontrolleinheit über ein Netzwerk verbunden. Dieses Netzwerk ist für den Datenaustausch zwischen den Komponenten zuständig. Zusätzlich kann es Verbindungen zu Systemen außerhalb des Hauses besitzen, um z.B. Fernsteuerungsfunktionen zu unterstützen oder die Anbindung an externe Dienste zu garantieren. Es ist das Netzwerk, welches ein SH von einem lediglich mit selbstständiger technologischer Funktionalität ausgestattetem Haus unterscheidet (Balta-Ozkan et al. 2014, S. 66). Ein Smart Home-Netzwerk oder Home Area Network (HAN) besteht im Wesentlichen aus drei Elementen: der physischen Verbindung der Komponenten, einem Protokoll, das die Art und Weise des Datenaustauschs festlegt, sowie aus Geräten zur äußeren Vernetzung und Verteilung der Daten im Haus (Router, Hubs oder Gateways). Dabei kann die physische Verbindung drahtgebundener, drahtloser oder auch hybrider Gestalt sein. Mit jeder dieser Verbindungsarten sind Vor- und Nachteile bzgl. ihrer Datenkapazität, Übertragungsgeschwindigkeit, maximaler Entfernung, Kosten und Installationsanforderungen verbunden (Balta-Ozkan et al. 2013, S. 363). Der passende Verbindungstyp hängt damit also von den gewünschten Anwendungen und Diensten ab. Vom Typ der Verbindung ist wiederum die Wahl des Übertragungsprotokolls abhängig. Jedes Objekt und Gerät im SH unterstützt die Verwendung eines oder mehrerer solcher Protokolle, wobei Komponenten verschiedener Hersteller idealerweise über dasselbe Protokoll kommunizieren können (Roe 2007, S. 119). Verschiedene Standards, wie z.B. LON, ZigBee, KNX oder das Internet Protokoll (IP) haben sich über die Zeit aus einer Vielfalt von Protokollen im HAN herausgebildet (Roe 2007, S. 120; Strese et al. 2010, S. 15).

Alle diese Aufgaben könnten grundsätzlich von den Hausbewohnern selbst durchgeführt werden. Allerdings sind sie Teil zahlreicher Prozesse, die eine Vielzahl realer Dinge (Lebewesen, materielle Güter) einbeziehen, weshalb die Aufgaben komplex sind und häufig durchgeführt werden. Fleisch und Dierkes (2003, S. 615) bezeichnen sie als Daueraufgaben, die ständig aktiv sind und deren Durchführung dementsprechend aufwändig ist. Sie eignen sich deshalb dafür, von technischen Lösungen übernommen zu werden, um sie kostengünstig, ständig und in besserer Qualität durchzuführen. In diesem Fall werden ganze Aufgaben vom Bewohner ausgelagert. Auslagerbare Aufgaben sind nach Fleisch und Dierkes (2003, S. 619) „Kandidaten für Dienstleistungen“, die vom SH-System, ggf. den Herstellern seiner Komponenten oder spezialisierten Dienstleistern erbracht werden können. Neben den technologischen Komponenten des Systems werden daher auch Dienstleistungen zu den Merkmalen von SH-Lösungen gezählt (Alam et al. 2012, S. 1199 f.; Fachinger et al. 2012a, S. 8).

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Details

Seiten
36
Jahr
2014
ISBN (eBook)
9783656930501
ISBN (Buch)
9783656930518
Dateigröße
831 KB
Sprache
Deutsch
Katalognummer
v294870
Institution / Hochschule
Technische Universität Ilmenau
Note
1,0
Schlagworte
Smart Home Smart Home Connected Home Potenziale Herausforderungen Grenzen Chancen IoT Home Automation Wirtschaft Markt Geschäftsmodell

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Titel: Smart Home. Wirtschaftliche Potenziale und Herausforderungen