Pricing Model of a Two-Sided Market Cloud Manufacturing Platform

Der Einfluss der Digitalisierung verändert traditionelle Unternehmen ständig. Durch die Schaffung neuer digitaler Geschäftskonzepte verwandeln sich viele traditionelle Märkte in Plattformmärkte. B2B-Märkte beginnen langsam, die Potenziale von Plattformkonzepten zu nutzen, die in C2C-Märkten bereits fest verankert sind. Im Bereich der Fertigungsindustrie zeigen erste Prognosen, dass Cloud Manufacturing (CMfg) Konzepte aufgrund ihrer Potenziale an Relevanz gewinnen werden. Die Grundlage für die Etablierung einer stabilen CMfg-Plattform ist das Verständnis der Komplexität von CMfg-Plattformgeschäftsmodellen durch die Untersuchung ihrer zugrundeliegenden Netzwerkeffekte.
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Die Entwicklung eines CMfg-Preismodells für einen zweiseitigen Markt ist die Grundlage einer stabilen CMfg-Plattform und ist das Forschungsziel dieser Arbeit. Da eine Plattform mit der Käufer- und der Anbieterseite interagiert, sollte der Preisansatz das Kundenverhalten beider Seiten berücksichtigen. Beide Marktseiten benötigen eine ausgewogene Anzahl von Teilnehmern der Gegengruppe, was die Komplexität des CMfg-Preismodells erhöht. Ändert sich eine Marktseite der Plattform, ist die andere Marktseite indirekt betroffen und ändert sich ebenfalls. Eine zweiseitige Marktpreisstruktur kann die Anzahl der Kunden beeinflussen und gleichzeitig den Gesamtgewinn der CMfg-Plattform steigern.

Die für die Entwicklung eines CMfg-Plattformpreismodells relevanten bestimmenden Faktoren müssen identifiziert und analysiert werden. Die Eigenschaften der CMfg-Plattform werden benötigt, um die Anforderungen an ein CMfg-Preismodell abzuleiten. Es wird eine Literaturanalyse nach der Methodik des morphologischen Kastens durchgeführt, um den Stand der Literatur von zwei seitigen Märkten zu untersuchen. Die im morphologischen Kasten enthaltenen Preisbildungsansätze werden anhand der identifizierten Bestimmungsfaktoren von Preismodellen für zweiseitige Märkte kategorisiert und in sechs Cluster eingeteilt.

Anschließend wird ein grundlegendes zweiseitiges Marktmodell für die Entwicklung eines CMfg-Plattformpreismodells ausgewählt. Die erforderlichen Input und Outputfunktionen des Preismodells werden definiert. Das ausgewählte Basismodell wird weiterentwickelt, um die erforderlichen Ausgabewerte auf der Grundlage von Algorithmen zu berechnen. Basierend auf den bisherigen Ergebnissen wird ein CMfg-Plattformpreismodell erarbeitet. Das entwickelte CMfg-Preismodell basiert auf Berechnungsalgorithmen, die die Eingangsparameter des Modells in die relevanten Ausgangsfunktionen übertragen. Diese beinhalten transaktionsbasierte Gebühren für beide Marktseiten, die Anzahl der Teilnehmer auf beiden Marktseiten und den gesamten Plattformgewinn.

Die Einblicke in das Preismodell der CMfg-Plattform werden auf der Grundlage analytischer und numerischer Analysen des entwickelten CMfg-Preismodells
gewonnen. Die Methoden der Differentialrechnung und der statistischen Versuchsplanung werden angewandt, um die Beziehung zwischen den Input- und den Output-Parametern zu analysieren. Die Variation der Input-Parameter des CMfg
Preismodells wirkt sich auf den Gesamtgewinn der Plattform aus, welches für die Etablierung einer wirtschaftlichen, funktionalen Plattform elementar ist. Es wird ein Ausblick auf einen dynamischen Modellierungsansatz gegeben, um weitere Einblicke in die Komplexität eines zweiseitigen CMfg-Marktpreismodells zu gewinnen. Die zentralen Treiber für die Etablierung einer CMfg-Plattform werden diskutiert, einschließlich eines Praxisbeispiels, als eine ersten Indikation
für eine allgemeine Anwendbarkeit des Ansatzes, außerhalb von CMfg. Abschließend werden weitere Forschungsbereiche vorgestellt, um tiefere Einblicke in die Komplexität eines zweiseitigen Marktpreismodells zu gewinnen.

The influence of digitalisation constantly changes traditional businesses. By creating new digital business concepts, many markets transform into platform businesses. B2B markets are slowly starting to use the potentials of platform concepts, which are already ingrained within C2C markets. Within the manufacturing branch, first prognoses state that cloud manufacturing (CMfg) concepts will increase their relevance due to their potentials for this market. The foundation of establishing a stable CMfg platform is to understand the complexities of CMfg platform business models by examining their underlying network effects.
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Therefore, the development of a two-sided market CMfg pricing model is required for the establishment of a CMfg platform, which is the research objective of this thesis. Since a platform interacts with the buyer and supplier market
sides, the pricing approach should include the customer behaviour of both. Both market sides require a specific, balanced number of opposite group participants to join the CMfg platform, which increases the complexity of the CMfg pricing model. If one market side of the platform changes, the other market side is indirectly affected and changes as well. A two-sided market pricing structure impacts the number of customers and simultaneously optimises the total profit of the CMfg platform.

The determining factors of two-sided market pricing models have to be identified, to analyse, which are essential for the development of a CMfg platform pricing model. The characteristics of the CMfg platform are needed to determine
the requirements of a CMfg pricing model. A literature analysis is conducted according to the methodology of the morphological box to examine the state of the art of two-sided market literature. The pricing approaches included in the morphological toolbox are categorised by the identified determining factors of two-sided market pricing models and sorted into six clusters.

Next, a basic two-sided market model is selected for the development of a CMfg platform pricing model. The required input and output functions of the pricing model are defined. Building on the basic model, advancements are made to modify the pricing model to calculate the required output values based on the developed algorithms. Based on the previous results, a CMfg platform pricing model is developed. The developed CMfg pricing model is based on calculation algorithms, which transfer the input parameters of the model into the relevant output functions, including the transaction-based fees for both market sides, the number of both market side participants and the total platform profit.

Insights into the CMfg platform pricing model are derived based on analytical and numerical analysis of the developed pricing model. Methods of differential calculus and the statistical experimental design are executed to analyse the relationship between the input and the output parameters. The variation of the input parameters of the CMfg affects the total platform profit, which is elementary to establishing an economically viable, functioning platform. An outlook on
dynamic effects is presented to gain further insights into the complexity of a CMfg two-sided market pricing model. The central drivers for the establishment of a CMfgplatform are discussed, including a first indication of general applicability of the approach, to an example in practice, outside of CMfg. Last, further research areas are presented to gain deeper insights into the complexity of a two-sided market pricing model.