Das Internet hat die Vernetzung über Unternehmens- und Ländergrenzen hinweg vorangetrieben. In den 1980er- und 1990er-Jahren ermöglichte das Internet Unternehmen, entlang der Wertschöpfungskette Aktivitäten mit Lieferanten und Kunden zu koordinieren und zu integrieren. So trug diese Technologie maßgeblich zur Steigerung von Produktivität und Wachstum von Unternehmen bei. Dafür wurden bisher v.a. Wertschöpfungsketten angepasst, während die angebotenen Leistungen trotz technologischer Entwicklungen über lange Zeit konstant blieben. Dies lässt sich besonders auf die zugrunde liegende analoge und unflexible Technologie der Geräte, Speichermedien und Übertragungsformate zurückführen, die für jede Leistung individuell waren.
Die Digitalisierung weitet sich nun aber auch stark auf die Produktebene aus. Der technische Fortschritt ermöglicht kontinuierliche Leistungszuwächse. Bauteile wie Sensoren, Batterien oder Speicher werden immer kleiner und effizienter. So können heute Computer als Teile eines Produkts verbaut werden. Gleichzeitig wird auch die Softwareprogrammierung durch die Unterstützung von Werkzeugen immer effizienter. Als Ergebnis werden beispielsweise Sensoren zu wichtigen Produktbestandteilen, die Daten generieren. Die digitale Transformation spiegelt sich so in neuen intelligenten und vernetzten Produkten wider. Für die Entwicklung dieser Produkte benötigen Unternehmen eine neue Technologieinfrastruktur mit verschiedenen Schichten, auch Technologie-Stack genannt, wie in der nachfolgenden Abbildung dargestellt. Ein Technologie-Stack beschreibt die Technologien, die für die Entwicklung und Ausführung einer bestimmten Anwendung eingesetzt werden. In Unternehmen können verschiedene Technologie-Stacks für unterschiedliche Anwendungen verwendet werden.
Der neue Technologie-Stack:
Das physische Produkt umfasst nun auch Komponenten, die die Erhebung von Daten und die Netzwerkkommunikation ermöglichen. Zusätzlich werden Softwarekomponenten und ein Betriebssystem Teil des Produkts. So kann es mit der Produkt-Cloud¹⁾ vernetzt werden, die als Datenbank und Analyseplattform fungiert. Auch andere Produkte können mit dieser Produkt-Cloud verbunden sein, um so Daten ähnlicher Produktanwendungen zu kombinieren. Entlang aller Schichten wird eine Identitäts- und Sicherheitsstruktur implementiert. Über eine zusätzliche Schnittstelle können externe Daten ergänzt und Tools auf die Daten zugreifen und diese mit externen Daten kombinieren. Damit wird die gemeinsame Sammlung, Analyse und Nutzung von großen Mengen an Längsschnittdaten²⁾ möglich, die bei der Nutzung von Produkten direkt und indirekt entstehen. Damit können Daten, die bisher nicht zur Verfügung standen, genutzt und durch Vernetzung smarte Produkte entwickelt werden. Der Aufbau entsprechender Technologie-Stacks erfordert große Investitionen und neue Kompetenzen, die v.a. in produzierenden Unternehmen bislang selten vorhanden waren, wie Softwareentwicklung, Datenanalyse oder Onlinesicherheitsexpertise.
Für die Vernetzung von Produkten ist wiederum eine digitale Infrastruktur nötig. Ermöglicht wird die Vernetzung durch die Charakteristika digitaler Daten. Die Umwandlung analoger Informationen in eine digitale Form bildet die Grundlage der Digitalisierung. Ein praktisches Beispiel hierfür ist die Digitalisierung von Bildern. Anstelle von Filmrollen, die für die Nutzung der Bilder aufwendig entwickelt werden müssen, bilden nun die digitalen Daten die Basis der (Digital-)Fotografie. Durch die Darstellung in binären Ziffern können so alle Informationen die gleiche Form annehmen. Dies ermöglicht, dass alle Informationen durch die gleiche Technologie verarbeitet werden können. Damit hat die Digitalisierung das Potenzial, die bisher enge Kopplung zwischen Informationstypen und ihre Speicher-, Übertragungs- und Verarbeitungstechnologien aufzuheben. Auf diese Weise werden neue Leistungsmodelle ermöglicht, die über die bisher vorherrschenden hinausgehen. Durch digitale Infrastrukturen werden Vernetzung und Austausch digitaler Informationen ermöglicht. Infrastrukturen können als gemeinsam genutzte, unbegrenzte, heterogene, offene und sich entwickelnde soziotechnische Systeme definiert werden. Im Unternehmenskontext bilden digitale Infrastrukturen die grundlegenden Informationstechnologien und Organisationsstrukturen, die zusammen mit Diensten und Anlagen für das Funktionieren von Unternehmen und Branchen notwendig sind. Infrastrukturen können dabei unternehmens- und branchenbezogen, regional, national oder global definiert werden, entsprechend der unterstützten oder ermöglichten Organisation.
Durch eine ubiquitäre digitale Infrastruktur sind digitale Geräte heute in der Lage, zum einen verschiedene Arten von Daten zu generieren, zu erheben und auch zu kommunizieren. Das Internet als zentrale digitale Infrastruktur unterstützt dabei jeden Informationsdienst. Durch neue Internetprotokolle³⁾ wird zum anderen der Adressraum des Internets weiter vergrößert und so die Vernetzung weiter vorangetrieben. Damit wird die Konvergenz, also die Verbindung von bisher getrennten Technologien, zu einem wesentlichen Aspekt der digitalen Transformation.
Bei der Nutzung digitaler Infrastrukturen müssen die hohe Skalierbarkeit und Flexibilität beachtet werden, die in einem enormen Wachstum in Umfang und Reichweite resultieren können. Die Kombination von Technologien, Daten und Fähigkeit lässt neue soziotechnische Beziehungen entstehen, sodass zunehmend organisatorische Grenzen verschwimmen. Zusätzlich gewinnt die Blockchain-Technologie⁴⁾ als ein neue Form der Infrastruktur an Bedeutung. Damit kann eine Vielzahl an Transaktionen geregelt werden. Blockchains haben sich inzwischen weit über Kryptowährungen hinaus entwickelt und bieten eine Infrastruktur für die Organisation von Transaktionen in vielen Bereichen und Anwendungen, z.B. für die Zahlungsabwicklung in der Finanz- und Versicherungsbranche, die Verfolgung von Songs in der Musikindustrie und jene von Frachtbriefen in der Transportbranche.
1) Durch einen Cloud-Dienst (dt. Wolke) werden Ressourcen wie Server, Speicher, Datenbanken und Software über das Internet bereitgestellt und können von verschiedenen Anwendern und Anwendungen genutzt werden.
2) Längsschnittdaten werden auch als zeitabhängige Daten bezeichnet. Durch eine wiederkehrende Erhebung gleicher Einheiten über einen definierten Zeitraum werden Zeitreihen untersucht und Prognosen abgeleitet.
3) Das Internetprotokoll (IP) stellt die Grundlage des World Wide Web dar. Im Internet verfügt jeder Computer über eine eindeutige IP-Adresse. Anhand des Internetprotokolls können so Datenpakete innerhalb eines Netzwerks an eine Zieladresse versendet werden. Die vierte Version des Internetprotokolls (IPv4) ist aktuell am weitesten verbreitet. Die neueste Version IPv6 gewinnt zunehmend an Bedeutung. Dadurch werden längere Adressen ermöglicht und so der Adressraum maßgeblich vergrößert.
4) Die Blockchain ist eine Open-Source-Technologie. Sie stellt eine dezentrale Datenbank dar, die als Netzwerk auf mehreren Rechnern parallel gespeichert wird. Alle Transaktionen im Netzwerk (z.B. Verträge oder Finanztransaktionen) werden in einer Kette (chain) aus Blöcken (blocks) gespeichert, sodass sie jederzeit transparent sind.