Innovation und Standardsetzungskompetenz auf global integrierten Märkten

Abstract

Within this PhD thesis, we examine the interrelationship between joint innovation projects and standard setting for industry standards. This is a field of innovation research as well as research on the economics of standards that has been sadly neglected up to now. We investigate the core issue regarding what functions of system integration are fulfilled by industry standards for product systems and large systems. We define a product system as a set of components which achieve an essential functionality only in concert, but which the end user can still recognise as individual components. An architectural respective systemic standard dissects a joint technical system of standard setting partners into physical components and works in such a way that those system elements are simultaneously a) mutually compatible, b) mutually independent to as great an extent as possible and c) function in a variety of configurations. The automotive industry and industrial automation resorts to member layer models as a new type of organisation for standard setting partnerships/communities. A large number of members, dovetailing of joint innovation projects and structures aimed at rapid diffusion of standards set this type of organisation apart from conventional industry/standard setting consortia. Excellent standard governance is necessary in order to enable incumbents to establish dominant designs worldwide. We examine the cases of AUTOSAR, GENIVI and PROFIBUS in empirical case studies. In order to explain how standards are organised strategically, we deduce a configuration audit from the existing literature. Among other things, this thesis addresses exclusion from participation in standard setting, exclusion from access to specifications, the ownership of standards, IPR policies, the time reference of specifications with regard to dominant design, and standard setting methods (modular vs. integral). Furthermore, we describe the cultural differences between the German and the Japanese automotive industries in their approaches to project organisation in the pre-competition stage. We observe a geographic exclusion mechanism for the electro-mobility charging interface and/or in the case of CHAdeMO and in the user organisations of industrial automation: innovation activities are conducted in the country of origin. At the same time, R&D driven product competition involving the battery as the core component as well as standard setting competition for the charging interface to the battery is taking place in the emerging market for electric cars. The German OEMs are trying to establish their AC/DC combo charging system primarily through international formal standardisation. The Japanese industry is attempting to establish its DC charging system via the global market by way of the CHAdeMO standard setting partnership. The electro-mobility sector clearly demonstrates how industry is implementing a gradual system expansion starting on the basis of core components in order to offer solutions together with partners and not merely isolated products. We understand system expansion to mean step-by-step expansion of a product system: starting on the basis of core components, through integration of the suppliers of an incumbent (system integrator) into standard development, and also including integration of suppliers of complementary goods & peripheral system components. The integration of the latter means establishing a (large) innovation ecosystem. By contrast, the pigments and paint sector does not make use of any new type of organisation in the pre-competition stage. In that industry, innovation occurs within bilateral co-operation arrangements at the interface between two stages of the value-added chain. According to our accompanying observations, its formal standardisation activities primarily serve to prepare for new regulations, to influence them or to harmonise measurement methods among manufacturers. In our case studies, we observe system dynamics in multiple stages in conjunction with standard setting. We have depicted those dynamics in a system dynamics model. Our modelling is suitable as a starting point for simulation or agent-based approaches to standard setting for product systems. Moreover, future studies should describe additional cases from other business sectors where systemic innovation and standard setting are mutually interlinked as well. Technology leaders should try to dominate interfaces or core components of products systems on an industry-wide basis. In the pre-competition stage, it is possible to purposely exploit technical leadership in order to later on establish overall concepts through systemic standards.

In der vorliegenden Dissertation untersuchen wir den Zusammenhang von Innovationsverbundprojekten und der Standardsetzung von Industriestandards. Dies ist ein bislang stark vernachlässigtes Feld sowohl der Innovations- als auch der Economics-of-Standards-Forschung. Wir gehen der Kernfrage nach, welche Funktionen der Systemintegration Industriestandards für Produktsysteme und große Systeme übernehmen. Ein Produktsystem definieren wir als Set von Komponenten, welche nur gemeinsam wesentliche Funktionalität entfalten, jedoch als einzelne Komponenten für den Endnutzer noch erkennbar sind. Eine Standard-Architektur zergliedert ein gemeinsames technisches System der Standardsetzungspartner in physische Komponenten und Funktionen, sodass diese Systemelemente zugleich a) miteinander kompatibel, b) voneinander möglichst unabhängig und c) in verschiedener Anordnung funktionieren. Automobilindustrie und Industrieautomatisierung greifen auf Mitgliederschichten-Modelle als neue Organisationsform der Standardsetzungspartnerschaft zurück. Eine hohe Anzahl an Mitgliedern, eine Verschachtelung von Innovationsverbundprojekten und Strukturen zur schnellen Standard-Diffusion heben diese Organisationsform von herkömmlichen Industriekonsortien ab. Eine exzellente Standard Goverance ist notwendig, damit Incumbents weltweite dominante Designs setzen können. In empirischen Fallstudien betrachten wir die Fälle AUTOSAR, GENIVI und PROFIBUS. Um zu erklären, wie Standards strategisch ausgestaltet werden, leiten wir einen Konfigurationsaudit aus der Literatur ab. Unter anderem geht die Arbeit auf Exklusion von der Teilhabe an der Standardbildung, Exklusion vom Zugriff auf Spezifikation, Eigentum am Standard, IPR Policies, Zeitbezug der Spezifikation zum dominanten Design oder die Standardsetzungsmethode (modular vs. integral) ein. Wir beschreiben ferner die kulturell unterschiedlichen Herangehensweisen an die vorwettbewerbliche Projektorganisation zwischen deutscher und japanischer Automobilindustrie. Für die Ladeschnittstelle Elektromobilität bzw. im Fall CHAdeMO und in den Nutzerorganisationen der Industrieautomatisierung beobachten wir vor allem einen geographischen Mechanismus der Exklusion: Die Innovationsaktivitäten finden im Stammland statt. Im entstehenden Markt für Elektroautomobile findet zugleich ein F&E-getriebener Produktwettbewerb um die Kernkomponente Batterie als auch ein Standardsetzungswettbewerb um die Ladeschnittstelle zur Batterie statt. Die deutschen OEMs versuchen, ihr AC/DC-Combo-Ladesystem primär über die internationale Normung durchzusetzen. Die japanische Industrie versucht, ihr DC-Ladesystem marktförmig über die Standardsetzungspartnerschaft CHAdeMO durchzusetzen. An der Elektromobilität wird anschaulich deutlich, dass die Industrie eine langsame schrittweise Systemausweitung ausgehend von Kernkomponenten betreibt, um mit Partnern Lösungen und nicht singuläre Produkte anzubieten. Unter einer Systemausweitung verstehen wir den schrittweisen Ausbau eines Produktsystems: von den Kernkomponenten ausgehend, über die Integration der Zulieferer eines Incumbents (Systemintegrator) in die Standardbildung, hin zu einer Integration der Komplementärgüteranbieter & Anbieter der Umsystem-Komponenten. Letztere Integration meint die Errichtung eines (großen) wirtschaftlichen Ökosystems. Die Pigment- und Lackbranche wendet hingegen keine neuen Organisationsformen an. Innovation vollzieht sich in dieser Branche an der Schnittstelle zweier Wertschöpfungsstufen in bilateraler Zusammenarbeit. Normungsaktivitäten dienen unserer begleitenden Beobachtung nach vor allem dazu, sich auf neue Regulierung vorzubereiten, sie zu beeinflussen oder Messverfahren zwischen Herstellern zu vereinheitlichen. In unseren Fallstudien beobachten wir eine mehrstufige Systemdynamik der Standardsetzung. Diese Dynamik bilden wir in einem System Dynamics Modell ab. Unsere Modellierung eignet sich als Ausgangspunkt für Simulationen oder agentenbasierte Ansätze der Standardsetzung von Produktsystemen. Zukünftige Studien sollten außerdem weitere Fälle aus anderen Branchen charakterisieren, in denen systemische Innovation und Standardsetzung ebenfalls miteinander verzahnt sind. Technologieführer sollten versuchen, Schnittstellen oder Kernkomponenten von Produktsystemen industrieweit zu kontrollieren. Eine Technologieführerschaft kann bewusst vorwettbewerblich genutzt werden, um Gesamtkonzeptionen über systemische Standards durchzusetzen.