Die vorliegende Dissertation zum Thema Smart Product-Service Systems (PSS) Engineering verfolgt das Ziel, die Prozesse der Entwicklung von Dienstleistungen und digitalen Infrastrukturen zu integrieren, und die Entwicklungsprozesse dazugehöriger Produkte und Organisationseinheiten miteinander zu verbinden, um so einen Gesamtrahmen für intelligente PSS-Engineering-Bestrebungen zu schaffen.

Dieses Ziel wird durch eine Methodik erreicht, die nach dem CASE-Forschungszyklus entwickelt wurde. Die vorgeschlagene Methodik ist für die Anwendung in PSSEntwicklungsprojekten gedacht und deckt die Phasen der Geschäftsmodellanalyse und -spezifikation, des konzeptionellen PSS-Entwurfs, des detaillierten Entwurfs von Diensten und digitaler Infrastruktur einschließlich Entwurfsvalidierung und -test ab. Die Methodik berücksichtigt zwei Konkretisierungsebenen bei der PSS-Entwicklung.

Eine Makroebene befasst sich mit dem gesamten Entwicklungsprozess, der PSS-Typologie und der unternehmensweiten, lebenszyklusübergreifenden, integrierten IT-Landschaft. Ziel dieser Ebene ist es, bei den Beteiligten ein Gesamtverständnis für das Entwicklungsvorhaben zu schaffen, das konzeptionelle Modell für die PSS-Betrachtung festzulegen und den gesamten Entwicklungsprozess zu steuern. Auf der Makroebene umfasst die Methodik ein Prozessmodell, ein typologisches PSS-Modell und ein IT-Architekturkonzept, die eine Erweiterung bzw. Übernahme der drei Komponenten der VPE-SDM-Methodik für die Entwicklung cybertronischer Systeme darstellen.

Eine Mikroebene, die sich mit der Gestaltung der Dienste und der digitalen Unterstützungsinfrastruktur des PSS und der Bereitstellung von Verbindungspfaden zu zugehörigen Produktentwicklungsprozessen befasst, bietet ein Prozessmodell für die Systemanalyse und die Entwurfssynthese, ein auf einer Ontologie basierendes Konzept mit Sichten und Gesichtspunkten, und ein Meta-Modell für die Systemmodellierung in der Systems Modeling Language (OMG SysML), sowie prototypische Integrationen für die Modellierungsunterstützung in ausgewählten kommerziellen Tools. Die Entwurfsverifikation und -validierung wird durch die Formalität und damit simulative Ausführbarkeit von SysMLModellen und die mögliche, frühzeitige Implementierung von digitalen Zwillingen in früh aufgestellten Instanzen des PSS-Betriebssystems unterstützt.

Die Anwendbarkeit und Eignung der vorgeschlagenen Methodologie wird mit Hilfe einer Fallstudie des fiktiven Beispiels einer autonomen Ausgrabungsort-PSS demonstriert. Das Beispiel umfasst die PSS-Modellierung und die beispielhafte Implementierung von Service- Prozessen auf der Basis von digitalen Zwillingen des Systems und seiner prozessrelevanten Elemente in einer industriellen IoT-Lösung, die als PSS-Betriebssystem fungiert.