Dr.

Koch, Matthias

Filters
Reset filters

Settings
Now showing 1 - 10 of 30
  • Publication
    A Taxonomy for Platform Revenue Models: An Empirical-to-Conceptual Development Approach
    ( 2024)
    Bartels, Nedo Alexander orcid-logo
    ;
    Koch, Matthias orcid-logo
    ;
    Schmitt, Anna
    ;
    Gordijn, Jaap
    In the field of Information Systems and Software Engineering, taxonomies are widely employed to organize and present well-designed knowledge. They play a crucial role in identifying relevant dimensions and characteristics associated with the objects under study. This paper focuses specifically on revenue models for platform business models, which facilitate the connection between providers and consumers in two-sided markets. For example, the Vinted Marketplace charges a transaction-based fee of 5% for each item sold, while nebenan.de offers platform access for a monthly subscription fee. Although these revenue model types differ, they both lead to distinctive and successful revenue models. Understanding and formalizing these revenue mechanisms is fundamental for the systematic design of revenue models for platform business models. This paper follows a proven taxonomy development method with two empirical-to-conceptual iteration cycles involving seven use cases. It introduces a comprehensive taxonomy comprising 15 dimensions and 79 characteristics. The proposed taxonomy contributes to the formalization of revenue models for platform business models and enhances the current understanding of the monetization strategies used by digital platforms to generate revenues. This paper supports researchers and practitioners involved in the design process of platform business models.
  • Publication
    Opportunities and Limitations of AI in Human-Centered Design a Research Preview
    ( 2024)
    Heß, Anne
    ;
    Immich, Thomas
    ;
    Tamanini, Jill-Valerie
    ;
    Biedenbach, Mario
    ;
    Koch, Matthias orcid-logo
    [Context and motivation] AI has significantly increased its capabilities and popularity since the emergence of Large Language Models. Generative AI, in particular, shows potential to support a variety of RE activities. [Question/problem] While the opportunities of AI in RE are being discussed, there is little reflection on the limitations and concerns regarding the use of AI. Moreover, holistic investigations of these aspects within the software engineering lifecycle are sparse. [Principal ideas/results] We propose a research agenda that aims to systematically investigate the potential of AI within a human-centered design (HCD) process to derive meaningful application scenarios and recommendations for AI. [Contribution] In this research preview, we share initial results of workshop sessions conducted with RE and UX experts to determine opportunities and limitations of AI within the HCD process and provide insights into ongoing research activities on the example of "persona agents".
  • Publication
    Developing a Taxonomy for Revenue Models of Platform Business Models
    ( 2023-12-12)
    Bartels, Nedo Alexander orcid-logo
    ;
    Koch, Matthias orcid-logo
    ;
    Gordijn, Jaap
    Platform business models like Uber Ride or Airbnb Lodging enable innovative business models by operating digital platforms to connect providers and consumers of products and services in two-sided markets. A particular challenge with platform business models is designing an appropriate revenue model to capture value. This paper presents a taxonomy that classifies the different dimensions and characteristics of revenue models for platform business models. A proven taxonomy development method is used that includes a review of current literature related to platform business models. The taxonomy provides a comprehensive classification of platform revenue models and is applied to a real-life case. The results of this paper include a UML class model and a final taxonomy with 14 dimensions and 64 characteristics. The paper contributes to the design process of novel platform business models and expands the understanding of how digital platforms can generate revenues.
  • Publication
    A Reference Architecture for Enabling Interoperability and Data Sovereignty in the Agricultural Data Space
    ( 2023)
    Meneses Porto Falcao, Rodrigo
    ;
    Matar, Raghad
    ;
    Rauch, Bernd
    ;
    Elberzhager, Frank
    ;
    Koch, Matthias orcid-logo
    Agriculture is one of the major sectors of the global economy and also a software-intensive domain. The digital landscape of agriculture is composed of multiple digital ecosystems, which together constitute an agricultural domain ecosystem, also referred to as the "Agricultural Data Space" (ADS). As the domain is so huge, there are several sub-domains and specialized solutions, and each of them poses challenges to interoperability. Additionally, farmers have increasing concerns about data sovereignty. In the context of the research project COGNAC, we elicited architecture drivers for interoperability and data sovereignty in agriculture and designed a reference architecture of a platform that aims to address these qualities in the ADS. In this paper, we present the solution concepts and design decisions that characterize the reference architecture. Early prototypes have been developed and made available to support the validation of the concept.
  • Publication
    Using Tangible Modeling to Create an e3 value Conceptual Model for Digital Ecosystems
    ( 2022-11-17)
    Bartels, Nedo Alexander orcid-logo
    ;
    Wieringa, Roel
    ;
    Koch, Matthias orcid-logo
    ;
    Barreto Villela, Karina
    ;
    Suzumura, Daniel
    ;
    Gordijn, Jaap
    The design of digital platforms and ecosystems is a challenging problem that involves technical, organizational, and business aspects. In this context, modeling languages for creating conceptualizations are crucial to support the design of comprehensive ecosystems. However, the creation of conceptual models requires the input and expertise of practitioners, who usually do not have the time to learn modeling languages. In this paper, we explore how to overcome this challenge by combining a tangible design approach for ecosystems, named the Tangible Ecosystem Design (TED) methodology, with a value modeling approach named the e 3 value methodology. We created and analyzed a TED Service Map and a corresponding e 3 value model to formulate lessons learned based on a comparison of models. Our results suggest that (1) the design process of a value model can benefit from tangible modeling and (2) model elements can be partially transferred from TED models to e 3 value models. The contribution of this paper provides lessons learned that can be used to derive e 3 value models from the TED approach and thereby lower entry barriers for conceptual models of complex ecosystems.
  • Publication
    Digital Communication to Compensate for Social Distancing
    ( 2021)
    Berg, Matthias
    ;
    Heß, Anne
    ;
    Koch, Matthias orcid-logo
    This paper aims to determine the potentials as well as the limitations of digital communication to compensate for the massive decrease in direct social interaction due to the Covid-19 pandemic. The availability of "DorfFunk" - a smartphone app for communication in local rural communities - was expanded in three German federal states during the spring of 2020 to counteract some of the negative consequences of measures taken to contain the spread of the virus (curfews, quarantines, social distancing). Here, we present the results of a survey on the experiences, needs, and perceived benefits/limitations of DorfFunk users in times of the pandemic. The results indicate that DorfFunk can contribute to coping with such a situation, especially in the local sphere. Local information and the connection to the community turned out to be of importance, while functionalities for the interaction with other individuals were regarded as secondary. The benefits of DorfFunk were valued more positively in regions where the service had been established already before the pandemic.
  • Publication
    Optimising rolling stock planning including maintenance with constraint programming and quantum annealing
    ( 2021)
    Grozea, Cristian
    ;
    Hans, Ronny
    ;
    Koch, Matthias orcid-logo
    ;
    Riehn, Christina
    ;
    Wolf, Armin orcid-logo
    We developed and compared Constraint Programming (CP) and Quantum Annealing (QA) approaches for rolling stock optimisation considering necessary maintenance tasks. To deal with such problems in CP we investigated specialised pruning rules and implemented them in a global constraint. For the QA approach, we developed quadratic unconstrained binary optimisation (QUBO) models. For testing, we use data sets based on real data from Deutsche Bahn and run the QA approach on real quantum computers from D-Wave. Classical computers are used to run the CP approach as well as tabu search for the QUBO models. We find that both approaches tend at the current development stage of the physical quantum annealers to produce comparable results, with the caveat that QUBO does not always guarantee that the maintenance constraints hold, which we fix by adjusting the QUBO model in preprocessing, based on how close the trains are to a maintenance threshold distance.
  • Publication
    New RE Dimensions for Digital Ecosystems - Initial Results from an Expert Interview Study
    ( 2019)
    Koch, Matthias orcid-logo
    Requirements engineering (RE) for digital ecosystems, i.e., systems with contributions by different players on a common technical platform, is a challenging task. The complexity of the ecosystems and the heterogeneity of the players imply the need to consider a multitude of dimensions when eliciting and analyzing requirements for the platform. This applies to the creation of new digital ecosystems, where players with services and data are on boarded on newly established platforms, as well as to the evolution of existing ecosystems. Since these RE-relevant dimensions have not been investigated systematically yet, we performed an interview series with practitioners and scientists working on actual digital ecosystems. We collected a set of 61 information needs, i.e., aspects that are relevant when making decisions on requirements. This set served as the foundation for the construction of a digital ecosystem meta-model. In this meta-model, we structured the identified dimensions such that in future work we can derive a methodology for the performance of requirements elicitation and analysis for digital ecosystems.
  • Publication
    Gutachterliche Stellungnahme zu den Auswirkungen künstlicher Systeme im Speziellen und der Digitalisierung im Allgemeinen auf das kommunale Leben in Rheinland-Pfalz 2050
    (Technische Universität Kaiserslautern, 2019)
    Berg, Matthias
    ;
    Giehl, Christoph
    ;
    Koch, Matthias orcid-logo
    ;
    Memmel, Martin
    ;
    Spellerberg, Annette
    ;
    Walter, Ricarda
    Technische und gesellschaftliche Entwicklungen im Bereich der Digitalisierung und vor allem der künstlichen Systeme werden in der gutachterlichen Stellungnahme dargestellt. Im Mittelpunkt stehen Auswirkungen der digitalen Transformation für Politik und Verwaltung in Rheinland-Pfalz, verschiedene technische Lösungen, Divergenzen zwischen ländlichem und urbanen Räumen sowie Zukunftsvorstellungen. Bei künstlicher Intelligenz handelt es sich um einen spezifischen Aspekt der Digitalisierung. Beide - Digitalisierung und Künstliche Intelligenz - gehen mit unterschiedlichen Facetten gesellschaftlichen Wandels einher, die in ihrer orts- und regionalspezifischen Einbettung zu untersuchen sind. Dabei ist es unabdingbar, sowohl die gesellschaftlichen als auch die technischen Innovationen aufeinander zu beziehen und diese in ihren Wechselwirkungen als eine sozio-technische Dynamik aufzufassen. Auf Grundlage eines umfassenden Literaturreviews wird ein Überblick über die aktuellen technischen Anwendungen bei der Künstlichen Intelligenz und der Digitalisierung gegeben (Maschinenlernen, Robotics, Deep Learning, Data Mining, Blockchain, etc). In den verschiedenen Siedlungsräumen in Rheinland-Pfalz kommen - teilweise in transdisziplinären Forschungsprojekten - die neuen digitalen Möglichkeiten bereits zum Einsatz, z.B. im Projekt Digitale Dörfer, in der Chemieindustrie oder bei Versuchen für autonomes Fahren. Anwendungsfelder in unterschiedlichen Lebensbereichen werden für die verschiedenen Regionen in Rheinland-Pfalz aufgezeigt. Das Verschmelzen von virtuellem und realem Raum sowie die Normalisierung digitaler Lebensstile führt auch zu wachsenden Erwartungen an die Digitalität von Verwaltung und Politik. Vorteile von KI in der Verwaltung können erleichterte Kontakte zu Bürgern, schnellere interne Kommunikationswege, eine Prozessoptimierung und die Vernetzung der Abteilungen und Ressorts sein. Die Autorinnen und Autoren der TU Kaiserslautern, Fachgebiet Stadtsoziologie, des Deutschen Forschungszentrums für Künstliche Intelligenz DFKI und des Fraunhofer-Instituts für Experimentelles Software-Engineering IESE erarbeiteten in einem Expertenworkshop verschiedene Szenarien zur Darstellung der zukünftigen Lebenssituationen kommunaler Gemeinschaften unter der An- und Verwendung von Digitalisierungstechnologien und KI im Jahr 2050. Die Chancen und Risiken für die unterschiedlichen Regionen und Lebensbereiche in Rheinland-Pfalz wurden in zwei extremen Varianten skizziert und einander gegenübergestellt. Während der Dystopie-Zustand eine Zukunft zeichnet, in der die Märkte von wenigen Global-Playern mit enormer Datenhoheit und aggressiven Geschäftsmodellen dominiert werden, zeigt der Utopie-Zustand eine von Teilhabe und Mitbestimmung geprägte, digitale Zukunft: Die digitale Transformation wird durch Politik und Gesellschaft gleichermaßen gesteuert, Bürger haben volle Datenhoheit und bestimmen individuell und situationsspezifisch, wann und welche Daten sie veröffentlichen möchten. Neue Möglichkeiten der Arbeitsgestaltung und neue Mobilitätsformen haben zu einer Flexibilisierung und Attraktivitätssteigerung hinsichtlich des Lebens und Arbeitens auf dem Land beigetragen. Ethische Grundprinzipien, gesellschaftliche, wirtschaftliche und politische Anforderungen werden somit mit den technologischen Potenzialen optimal in Einklang gebracht. Wie diese Stellungnahme anhand der entworfenen Utopie und Dystopie illustriert, ist die technische Entwicklung von gesellschaftlicher Steuerung und Regulierung abhängig. Vor diesem Hintergrund erfordert die digitale Transformation Gestaltungswillen, spezifische Kenntnisse und auch Regulierung. Bei Letzterem gilt es, sowohl die Daten als Rohmaterial für KI, die (digitale und KI-) Technologien selbst - ihre Entwicklung und Verwendung - sowie daraus resultierende Informationen bzw. Wissen zu unterscheiden. Die Empfehlung aus dem Gutachten lautet daher, Informationen über Potenziale und Risiken transparent zugänglich und bekannt zu machen, die Bevölkerung aktiv einzubinden und eine strukturierte Förderung zu leisten, um Insellösungen zu überwinden und stattdessen Standards und offene Infrastrukturen zu schaffen. Es besteht die Gefahr, dass sich beim Einführungsprozess nicht-legitimierte, von Spezialisten und der Privatwirtschaft dominierte Strukturen (Meta-Governance) etablieren. Insgesamt gilt beim Prozess der digitalen Transformation, dass Lösungen aus der vordigitalen Ära nicht einfach auf heutige und zukünftige Probleme angewendet werden können. Ferner ist die Diversität der Situationen vor Ort bei der digitalen Transformation zu berücksichtigen. Dies ist insbesondere vor dem Hintergrund des ländlich geprägten Rheinland-Pfalz von Bedeutung. Die örtlichen Verwaltungen unterliegen der digitalen Transformation ebenso wie andere Systeme und Lebensbereiche, sie sind in unterschiedlichem Maße in der Lage, die Chancen für lokale und regionale Interessen zu nutzen und ihre Interessen durchzusetzen. Kommunen und Landkreise benötigen Unterstützung, damit sie von anderen, z.B. Leuchtturm-Projekten, lernen und beraten werden können. Ein Gegenstromprinzip von zivilgesellschaftlichen bzw. lokalen Bottom-up-Prozessen und Top-down- Unterstützung durch das Land erscheint zielführend (z.B. im Tourismus). Bei der Bevölkerung sind bezogen auf KI und Digitalisierung aktuell gegensätzliche Tendenzen zu verzeichnen: Einerseits nehmen die Erwartungen an eine digitalisierte und moderne Verwaltung zu. Andererseits stoßen insbesondere als komplexer wahrgenommene Aspekte wie KI auf Vorbehalte. Bei einem verantwortungsvollen Umgang kann KI ihr Potenzial entfalten, indem die Algorithmen und eingeführte Technologien hinsichtlich der Gesetzeslage sowie ethischer und moralischer Überlegungen überwacht und gesteuert werden. Ein verantwortungsvoller Umgang mit Daten basiert auf aufgeklärten Entscheidern, informierten Bürgern und der Unterstützung von ""bürgerschützenden Regeln"", die Missbrauch grundsätzlich erschweren und Verstöße ahnden. Langfristige Aussagen über die konkrete Entwicklung und Auswirkung von KI und Digitalisierung lassen sich nicht treffen aufgrund der Geschwindigkeit und Sprunghaftigkeit der Entwicklungen. In Bildung und Wissenschaft sollten im Bereich von KI die Interdisziplinarität gestärkt, nachhaltige und langfristige Strukturen geschaffen werden, um die digitale Transformation begleitend und aktivierend zu erforschen.