Business Innovation based Product-Service System Development Framework

Abstract

최근의 제조 산업은 치열한 경쟁과 급변하는 고객의 요구로 인해 중요한 비즈니스 패러다임의 변화를 겪고 있다. 제조기업들은 이익률 하락에 대응하기 위해 생산한 제품만을 판매하는 것에서 판매 제품에 서비스 가치를 더하여 제품-서비스 시스템(Product-Service System, PSS)을 제공하는 것으로 전환하고 있다. PSS는 제품 수명주기 전반에 걸쳐 고객과의 상호 작용을 강화함으로써 제조기업의 장기적으로 안정적인 수익을 창출할 수 있도록 한다. 초기에는 건설, 항공우주, 중공업, 기계장비 등의 기업간 비즈니스 시장에서 많았으나, 최근에 들어서는 모빌리티, 홈 가전, 프린터 등의 기업과 개인 간의 비즈니스 시장에서도 활발해지고 있다. Neely (2013)의 연구에 따르면, 조사 기업의 50% 이상이 이미 PSS를 도입하고 있다고 하였다. 이러한 제조기업의 PSS 전환 추세는 최근의 디지털 전환 흐름 속에서 ICT 기술을 활용한 고객 서비스 개발과 적용이 가능해짐에 따라 더욱 가속화되고 있다. 이러한 제조기업의 PSS로의 전환은 고객 가치 창출 및 수익성 개선의 측면에서는 큰 잠재력을 보유하고 있지만, 성공적인 PSS 전환을 위해서는 해결해야만 하는 과제도 여럿 있다. 예를 들어, 고객의 요구에 대한 잘못된 이해, 초기 투자에 대한 불확실성 등 시장 또는 고객 측면의 이슈들과 기존 사업 영역과의 자기 잠식(Cannibalization), 혁신에 대한 저항 등 기업 내부 측면의 어려움 등이 있다. 그 중에서도 PSS 전환으로 인해 제조 기업이 가치를 창출하여 고객에게 제공하는 모든 과정이 변경된다는 측면에서 최적의 비즈니스 모델 혁신은 가장 중요한 요소 중의 하나이다. 동일한 제품과 서비스에 기반하여 PSS를 제공하더라도, 그 가치를 전달하고 수익을 창출하는 전략에 따라 기업의 비즈니스 모델은 차별화될 수 있는 것이다. 특히 서비스 기업과의 협조 또는 협업으로 인해 그 과정이 더욱 복잡해질 PSS 분야에서 비즈니스 모델 관점의 중요성은 더욱 증가할 것이다. 그러나 지금까지 PSS 분야에서의 비즈니스 모델의 설계와 평가에 대한 관심은 많지 않았다. PSS 개발 초기의 적절하지 못 한 비즈니스 모델 설계와 이에 대한 충분하지 않은 평가는 추후, PSS 전환 이후에 오히려 안 좋은 결과를 초래할 수 있다. 이에, 본 연구는 성공적인 제조기업의 PSS 전환을 위해 비즈니스 혁신의 관점에서 PSS 개발에 집중하였다. 앞에서 언급한 바와 같이, 제품 기능 및 서비스 요소의 개발 못지 않게 비즈니스 모델의 설계 또한 중요하다. 그렇기에 PSS 개발 영역을 제의(Proposition) 단계와 평가(Assessment) 단계로 구분하여 각 단계에서 필요한 비즈니스 모델링 방법론과 비즈니스 모델 평가 방법론을 개발하였다. 첫 번째 주제에서는 현실성 있는 다양한 비즈니스 모델 개발의 위해 형태학적 분석(Morphological analysis)을 사용하는 새로운 비즈니스 모델링 방법론을 개발하였다. 형태학적 분석은 다양한 컨셉의 대안을 만드는데 효과적인 방법으로, 공학 설계 등 다양한 분야에서 적용되어 왔다. 본 연구에서는 이러한 형태학적 분석 방법의 특징을 활용하여 다양한 PSS 비즈니스 모델 방안을 생성하고, 이를 기반으로 비즈니스 모델의 진화 방안, 즉 로드맵 작성에 까지 활용할 수 있는 Morphological Chart를 작성하였다. 이를 위해, 우선 기본의 문헌 연구에 기반하여 하나의 비즈니스 모델을 여러 개의 영역으로 정의하였다. 그리고 실제 비즈니스 혁신 사례를 분석하여 사용된 비즈니스 혁신 전략을 도출하고, 앞서 정의한 하위 영역별로 각 전략을 정렬하였다. 본 연구에서 개발한 방법론과 Morphological Chart를 대한민국의 헤이 드라이어기 제조기업의 PSS 전환 사례에 적용하여, 개발한 방법론의 활용성 및 효율성 등을 검증하였다. 또한 분석한 실제 비즈니스 혁신 사례와 개발한 방법론을 웹 기반 시스템, BizChef,로 개발하여, 누구나 어디서든지 혁신 사례를 조회할 수 있고, 개발한 비즈니스 모델링 방법론을 활용할 수 있도록 하였다. 두 번째 주제에서는 시스템 다이나믹스 접근법(System Dynamics approach)에 기반하여 복잡한 PSS 비즈니스 모델을 평가하는 방법론을 개발하는데 초점을 두었다. PSS 전환에는 제품, 서비스, 그리고 파트너사 등 다양한 요소들이 필요하고, 이들이 복잡한 상호 영향 관계(Casual loop)를 갖는다. 예를 들어, 제품 가격의 인상은 제조기업의 수익을 증가 시킬 수 있으나, 이는 서비스 가격의 인상과 이에 따른 서비스 이용자 수의 감소를 야기하여 오히려 전체 수익 분배 규모를 감소시킬 수 있다. 시스템 다이나믹스 접근법 이와 같이 다양한 구성 요소 간에 복잡한 상호 영향 관계를 가지는 시스템이 시간의 흐름에 따라 어떻게 변화하는지 분석하는데 유용한 방법이기에, 본 연구에 도입하였다. 우선 복잡한 PSS 에코시스템을 비즈니스 운영 구조(mechanism)을 고려하여 6개의 세부 모듈로 분리하고, 각 모듈을 표현하기 위한 기본 템플릿(basic template)을 개발하였다. 그리고 PSS 유형에 따른 특성을 반영하여 기본 템플릿을 변형시킨 고급 템플릿(advanced template)을 개발하였다. 다양한 PSS 전환 사례에 개발한 방법론을 적용하여, 실용성과 효율성을 보여주었다. 본 연구에서 개발한 방법론을 활용한 체계적인 PSS 비즈니스 모델의 평가는 성공적인 PSS 전환을 위한 효율적 자원 배치 및 운영 시나리오 등의 의사 결정에 도움이 될 것이다.

The manufacturing sector is currently experiencing a significant shift as it transitions from traditional product-centric business models to a more integrated Product-Service System (PSS). PSS is an innovative model that integrates physical products with value-added services, enhancing customer engagement and securing sustained profitability throughout the product lifecycle. This paradigm shift is heavily influenced by rapid advancements in digital technologies, particularly in information and communication fields, revolutionizing the way manufacturers interact with customers. Through PSS, manufacturers can potentially meet the evolving needs of customers with tailored solutions. Transitioning towards PSS offers immense potential for enhancing customer value and profitability. However, this shift is not without its complexities. It comes with challenges such as accurately understanding customer needs, managing the uncertainty of initial investments, and overcoming resistance from employees accustomed to traditional practices. These hurdles underscore the need for a strategic PSS implementation, with careful consideration given to business model design and comprehensive evaluation to avoid undesirable outcomes after transformation towards the PSS. This thesis emphasizes the crucial role of business innovation in the development of PSS, particularly the importance of business modeling and evaluation for successful PSS implementation. The objective is to equip managers and decision-makers in manufacturing companies with practical methodologies to navigate the complexity during the PSS transformation. The thesis proposes a two-phase approach for PSS development framework: the 'Proposition' phase and the 'Assessment' phase. In the 'Proposition' phase, a novel business modeling methodology utilizing morphological analysis is introduced. Morphological analysis decomposes a complex system into independent and solvable subsystems, enabling the identification of solutions through various combinations of these subsystems. This research involves examining real-world business innovation cases to extract reusable strategies, which are then categorized according to the sub-dimensions of the business model. The practicality and effectiveness of this methodology, termed the 'Morphological Chart' are further illustrated through a case study of a hairdryer manufacturer. In the 'Assessment' phase, the thesis introduces evaluation templates for the PSS ecosystem, developed using a system dynamics approach. This approach provides a comprehensive framework to analyze the behavior of complex systems over time, considering interconnections, feedback loops, and system configurations. The methodology breaks down the PSS ecosystem into manageable modules, with bespoke templates designed to represent each one. These templates are customized to reflect the specific characteristics and challenges of different PSS types. The effectiveness and practicality of this methodology are validated through its application in various PSS transformation cases.