Explaining and exploring the adoption of a heating demand-side management solution in a large building stock

Abstract

This thesis studies the adoption and development of an automated heating control solution, which is designed to improve building heating through optimizing it for improved cost efficiency. Additionally, the solution provides analytics, reporting and alerts for observing building conditions in real-time. The individual success of several organizations is required for the proper functioning of this demand-side management (DSM) solution in the large building stock – and the consequent steadier, healthier and environmentally-friendly living conditions.

A research framework which combines design theory and the ecosystem pie model (EPM) is built; this way it is possible to capture both the cognitive frames and business model logic of the multi-actor setting. As a part of the design theory, design propositions including generative mechanisms and design constructs are determined from the technological frames of reference of the DSM pilot. The EPM model is used to describe the resources, activities, value addition and value capture in the multi-actor ecosystem, along with the associated interactions, flows, dependencies and risks. These analyses are combined to build recommendations for further implementation of the DSM solution.

It is concluded that the most pressing issues in the building management and maintenance chain should be tackled with i) collaboration through increased involvement, ii) creating communication and operating rules to respond to new requirements cast by the solution, and iii) building an activity system that enables the capturing of solution-enabled opportunities. In the whole ecosystem, the additional characteristics which sustain the implementation of the district heating DSM innovation are solution functionality and development team responsiveness, which help tackle the uncertainties arising from the development of a novel solution.

It is observed that the implementation of the solution affects the business model of the ecosystem. The solution alters what activities, value addition, resources and even which actors are needed for the delivery of the end solution. It is observed that the DSM solution differs from solutions that have typically been analyzed for determining design theories, as the implementation of the DSM solution changes the industry context itself, including its value creation logic. Hence, it is argued that a holistic approach and a tool for capturing the multi-actor interactions is needed for crafting design guidelines for business model altering innovations – and that the EPM suits this better than traditional business model frameworks, which typically utilize a single company perspective.

Tämä diplomityö tutkii kiinteistöjen automaattisen lämmityksenohjausjärjestelmän kehitykseen ja implementointiin liittyvää sidosryhmäverkostoa. Järjestelmän tarkoitus on optimoida kiinteistöjen lämmitystasoja suuren kiinteistömassan pitämiseksi kustannustehokkaana. Samalla ratkaisu tarjoaa analytiikka- ja raportointitoiminnallisuuksia, jotka mahdollistavat kiinteistöjen suorituskyvyn ja huoltotarpeiden laaja-alaisemman tunnistamisen. Useiden organisaatio-toimijoiden onnistumista edellytetään, jotta järjestelmä kokonaisuutena palvelee tarkoitustaan, ja tavoitellut tasaisemmat, terveellisemmät ja ympäristöystävällisemmät asuinolosuhteet toteutuvat.

Työssä käytetään viitekehystä joka yhdistää design-teoriaa ja liiketoiminta-ekosysteemi-mallinnustyökaluja; muodostettu lähestymistapa mahdollistaa teknologia-viitekehysten ja bisnesmalli-logiikan tarkastelun. Design-teorian mukaisesti työssä luodaan viitekehysten perustella design-propositiot, design-konstruktiot ja havaittujen lopputulemien generoivat mekanismit. Liiketoiminta-ekosysteemimallinnustyökalua käytetään kuvaamaan ja analysoimaan ekosysteemin resursseja, vuorovaikutusta, virtoja, riippuvuuksia ja riskejä. Nämä analyysit yhdistetään suositusten luomiseksi lämmityksenohjausjärjestelmän implementointia varten.

Havaitaan, että keskeisimmät ongelmakohdat liittyvät kiinteistöjen isännöinti- ja huoltoketjun toimintaan. Näiden haasteiden ratkomiseksi pitäisi i) parantaa eri sidosryhmätoimijoiden välistä vuorovaikutusta ja informaatiovirtaa, ii) luoda viestintä- ja toimintasääntöjä jotka vastaavat järjestelmän luomiin uusiin tarpeisiin, iii) rakentaa tietoisesti toimijaverkostoa sellaiseksi, että se pystyy hyötymään myös suoraan energiansäästöön liittymättömistä hyödyistä, etenkin ennustavan huoltotoiminnan mahdollisuudesta. Ekosysteemin tasolla lisäksi jatko-implementointia tukevat ratkaisun tekninen toiminnallisuus sekä kehittäjä-tiimin kyky mukautua vahvasti vanhoja toimintamalleja muovaavan uuden ratkaisun takia esiin nouseviin vaatimuksiin ja tarpeisiin.

Nähdään, että lämmityksenohjausjärjestelmän implementointi muuttaa perinteisesti vallinnutta ekosysteemi-bisnesmallia. Järjestelmä muuttaa sen toimintoja, arvonluontitapaa, tarvittavia resursseja, ja peräti minkä tyyppisiä sidosryhmätoimijoita tarvitaan. Havaitaan, että kyseinen järjestelmä tutkimuskohteena eroaa tässä mielessä tyypillisesti design-teorian näkökulmasta tutkituista kohteista. Tämän perusteella pohditaan, että mahdollisimman laaja-alainen lähestymistapa on hyödyksi etenkin tutkittaessa kuvatunlaista disruptiivista innovaatiota, ja että käytetty liiketoiminta-ekosysteemi-bisnesmallityökalu palvelee tarkoitukseen paremmin kuin perinteiset yhteen yritykseen keskittyvät bisnesmallityökalut.