Imposing learning based roadmap for the application of Industry 4 Internet of Things in the health care products industry
Research Areas :
Niloofar Aminikalibar
1
(graduate of Tehran University)
Fatemeh saghafi
2
(Associate Prof. of University of Tehran )
mansure hoorali
3
(Assistant Professor of Industrial Engineering, Faculty of Engineering, Payame Noor University, Tehran, Iran.)
SEDIGHEH Rezaiian
4
(Assistant Professor of Industrial Engineering, College of Technology and Engineering, Payam Noor University, Tehran, Iran)
Keywords: Technology roadmapping, learning, Internet of Things, Sale and distribution of Health care products, Dephi,
Abstract :
There is a difference in the technology development model between developing and developed countries. In developing countries, it commences with learning the technology from innovations takes place in developed ones. Thus, the driving engine of technology development in late countries is learning the technology instead of providing innovation; in the way that the core of activities, organizations and communications are all concentrating on learning. The combination of virtual and real world has created a concept named as Industry 4.0. Nowadays, the application of Industry 4.0 in different scopes is expanding; applying it there requires setting a roadmap. This research aims to propose a learning-based roadmap for the application of industry 4.0 (especially the Internet of Things) in the sale and distribution of healthcare products. Here, there has been used the learning-based roadmapping method, the process of which is explained in eight steps. Two groups of a distinct expert panel including the business industry and technology industry contributed to this research; the Delphi method has been used to guarantee the convergence. The paper’s result can be used as a pattern for deployment in other related fields and secondly guidance in the industry to estimate required funds in the sale and distribution of health care products.
Abbasi, M., Ashrafi, M., Khairkhah, A., Bonyad, H., and Ghorbanzadeh Karimi, H. (2013). Selection of R&D project portfolio using a combined data envelopment analysis model - Balanced Scorecard, Science and Technology Policy Quarterly, Fifth Year, No. 3.
AminiKalibar, N & Saghafi, F. (2021). Identifying and Prioritizing Applications of Internet of Things in the Supply Chain of Distribution and Sale of Health Care Products in Iran, ITNG 2021 18th International Conference on Information Technology-New Generations. S. Latifi, Springer- Advances in Intelligent Systems and Computing. 1346: 147-153.
Beaulieu, M., & Bentahar, O. (2021). Digitalization of the healthcare supply chain: A roadmap to generate benefits and effectively support healthcare delivery. Technological Forecasting and Social Change, 167, 12071
Bodrow, W. (2017). Impact of Industry 4.0 in service oriented fir, Advances in Manufacturing, 5(4), 394–400.
Caiado, R. G. G., Scavarda, L. F., Gavião, L. O., Ivson, P. de Mattos Nascimento, D. L., & Garza-Reyes, J. A. (2021). A fuzzy rule-based industry 4.0 maturity model for operations and supply chain management, International Journal of Production Economics, 231, 107883.
Carvalho, M.M., Fleury, A., & Paula Lopes, A. (2013). An overview of the literature on technology roadmapping (TRM): Contributions and trends, Technological Forecasting & Social Change.
Cotrino, A., Miguel A.S. & Cristina G. (2020). Industry 4.0 Roadmap: Implementation for Small and Medium-Sized Enterprises, Special Issue of the Manufacturing Engineering Society, 10(23), 8566.
Dastranj, N. (2016). Designing a Framework for Learning-Based Technology Technology: A Case Study of Social Banking in Iran, Science and technology policy. Tehran, Iran, Tarbiat Modares University. P.H.D. (In Persian)
Ding, B. (2018). Pharma Industry 4.0: literature review and research opportunities in sustainable pharmaceutical supply chains, Process Safety and Environmental Protection, 119, 115–130.
Durowoju, O. A., Chan, H. K., Wang, X., & Akenroye, T. (2021). Supply chain redesign implications to information disruption impact, International Journal of Production Economics, 232, 107939.
Garcia, M.L.)1997(. Introduction to Technology Roadmapping: The SemiconductorIndustry association’s Technology Roadmapping Process, Unknown Binding – January 1.
Gerami, M., & Jalilvand, H. (2017). Internet of Things and Supply Chain, Applied Research in Engineering, No. 3. (In Persian)
Ghazinoory, S., Dastranj, N., Saghafi, F., Kulshreshtha, A., & Hasanzadeh, A. (2017). Technology roadmapping architecture based on technological learning: Case study of social banking in Iran, Technological Forecasting and Social Change, 122, 231-242.
Ghazinoory, s., mohajeri, A. (2019). Technological Learning and Its Promotion Policis, journal of sience and technology policy, 11(2).
Ghobakhloo, M. (2018). The future of manufacturing industry: a strategic roadmap toward Industry 4.0, Journal of Manufacturing Technology Management, 29(6), 910–936.
Hibatollahpour, Z., Blessing, Gh. H., Nasiri, M. & Mehr Alizadeh, Y. (2020). Entrepreneurial training and learning strategies and innovation in the era of the fourth industrial revolution in food industry companies in industrial towns of Ahvaz, Management on Organizational Training, Number 1 PP. 221- 257.
Hofmann, E., & Rüsch, M. (2017). Industry 4.0 and the current status as well as future prospects on logistics, Computers in Industry, 89, 23–34.
Hopkins, J. L. (2021). An investigation into emerging industry 4.0 technologies as drivers of supply chain innovation in Australia, Computers in Industry, 125, 103323.
Intel, b. r., internet of business (2016). the future of retail through the internet of things Internet of things: Applications and challenges in technology and standardization, Wireless Personal Communications, 58(1), 49-69.
Jeyanthi, P. M. (2018). INDUSTRY 4. O: The combination of the Internet of Things (IoT) and the Internet of People (IoP). Journal of Contemporary Research in Management, 13(4). pp. 29-39.
Kamble, S., Gunasekaran, A., & Sharma, R. (2018). Analysis of the driving and dependence power of barriers to adopt industry 4.0 in Indian manufacturing industry, Computers in Industry 101, pp.107-119.
Karale, A. (2021). The Challenges of IoT addressing Security, Ethics, Privacy and Laws, Internet of Things, 100420.
Lee, S., and Park, Y. (2005). Customization of technology roadmaps according to roadmapping purposes: Overall process and detailed modules, Technological Forecasting and Social Change 72(5): pp.567-583.
Li, Q., Tang, Q., Chan, I., Wei, H., Pu, Y., Jiang, H., & Li, J. (2018). Smart manufacturing standardization: Architectures, reference models and standards framework. Computers in Industry, 101(April), 91–106.
Liao, Ying, Aryal, A., Nattuthurai, P., & Li, B. (2018). The emerging big data analytics and IoT in supply chain management: a systematic review, Upply Chain Management: An International Journal, 25(2), 141–156.
Mohammadian, A., Mirbagheri, S. F., & Ghorbani, A. (1399). Prioritization of IoT applications for innovation in the marketing mix according to technological, legal and market factors in Iran, Journal of Executive Management, Volume 12, Number 23, pp. 125-148. (In Persian)
Moufaddal, M., Benghabrit, A., & Bouhaddou, I. (2019). Industry 4.0: A roadmap to digital Supply Chains, In 2019 1st International Conference on Smart Systems and Data Science (ICSSD) (pp. 1-9). IEEE.
Müller, J. M., Buliga, O., & Voigt, K. (2018). Fortune favors the prepared: How SMEs approach business model innovations in Industry 4.0, Technological Forecasting & Social Change, 132, 2–17.
Müller, J. Daniel, K. and Voigt, K.(2018). What Drives the Implementation of Industry 4.0? The Role of Opportunities and Challenges in the Context of Sustainability, Sustainability 2018, 10(1), 247.
Rahimi, A., Rad, A., Alam Tabriz, A. & Motameni, A. (1397). Presenting a Structural Interpretive Model of Supply Supply Chain in Iran's Defense Industries, Military Management Quarterly, Volume 18, Number 3, pp.31-70. (In Persian)
Saghafi, F., molanapour, R. (2016). Transformational technologies, developments that change life, business and the global economy, translated by McKinsey, Ati Negar Publications, Tehran, Iran. (In Persian)
Schneider, p. (2018). Industry 4.0: a managerial research agenda for a nascent field, Paper presented at the EURAM 2018, Reykjavik, lceland.
Shahabi, V., Azar, A., Faezi Razi, F., & Fallah Shams, M. F. (1400). Modeling the Impact of the Fourth Industrial Revolution on the Banking Service Supply Chain Using the System Dynamics Approach and the Fuzzy Dimmatle Technique, International Business Management, Volume 4, Number 13, pp. 67-89. (In Persian)
Tajfar, A. G., M (2016). Analysis the Effects of Internet of Things Technology in Managing Supply Chain, Technolology Roadmaps nuclear energy, available at: www.iea.org/publications/freepublications/.../nuclear_roadmap.pdf
Yu, Y., Zhang, J. Z., Cao, Y., & Kazancoglu, Y. (2021). Intelligent transformation of the manufacturing industry for Industry 4.0: Seizing financial benefits from supply chain relationship capital through enterprise green management, Technological Forecasting and Social Change, 172, 120999.
Zujewski, B. (2013). What CEOs Need to Know About M2M – Part 2 (What You Need to Ask Your
Service Organization Leaders).
الگوی توسعه فناوري در کشورهای در حال توسعه و کشورهای توسعه يافته متفاوت است. توسعه فناوری در کشورهای در حال توسعه با با جذب و یادگیری نوآوريهاي توليد شده در جاهاي ديگر شروع ميشود. لذا موتور محركه توسعه فناوري در كشورهاي متاخر يادگيري فناوري به جاي نوآوري است؛ بهگونهاي كه محوريت فعاليتها، نهادها و روابط بر يادگيري متمركز است. امروزه کاربرد صنعت 4.0 در حوزهای مختلف رو به گسترش بوده و پیاده سازی آن مستلزم تدوین ره نگاشت است. هدف از این تحقیق، تدوین رهنگاشت مبتنی بر یادگیری برای صنعت 4.0 و در زیرشاخه کاربرد اینترنت اشیاء در صنعت توزیع و فروش محصولات بهداشتی است. در این مقاله از روش تدین ره نگاشت یادگیری ینیان استفاده و فرآیند کار در 8 گام با جزئیات تشریح شد. در اجرا از 2 پنل خبرگی مجزا متشکل از خبرگان صنعت توزیع و فروش محصولات بهداشتی و خبرگان فناوری اینترنت اشیاء و روش دلفی برای همگرایی استفاده شد. نتایج این تحقیق می تواند از یک سو الگویی برای پیاده سازی آن در سایر حوزه های مرتبط باشد و از سوی دیگر راهنمایی برای تخمین میزان جذب سرمایه لازم و فروش بالا در صنعت توزیع و فروش محصولات بهداشتی باشد .
کلید واژه:
رهنگاشت فناوری، یادگیری، اینترنت اشیاء، توزیع و فروش محصولات بهداشتی، دلفی
مقدمه
پیشرفت پرشتاب فناوری، سبب نیاز به مطالعهی آینده در تمام عرصه های علم و فناوری شده است. ویلیارد و مک کلیز معتقدند که رهنگاشت فناوری، توصیف بازار، برنامه ریزی برای توسعه فرایندها و محصولات آینده، توسعه ظرفتیهای فناورانه و تحلیل منابع را ممکن ساختهاست (Abbasi, Ashrafi, Khairkhah, Bonyad, Ghorbanzadeh, 2013)و به دلیل رویکرد کل نگر، دیدگاه سیستمی و قابلیت یکپارچه سازی برنامه ها، ظرفیت مناسبی برای ترکیب با سایر روشها و ایجاد جامعیت دارد. رهنگاشت فناوري در سه سطح 1.كسبوكار و 2.استراتژي، 3.نوآوري و توسعه انجام میشوند (Carvalho, Fleury, Paula Lopes, 2013). در این ساختارها معمولاً تمايز اساسي بين فرايندهاي توسعه فناوري در در کشورهای توسعه يافته و در حال توسعه وجود ندارد و نوآوري به ويژه از طريق R&D نقشي كليدي و مركزي را در تحليلها بر عهده دارد. اما الگوی توسعه فناوري در کشورهای توسعه يافته و در حال توسعه (Lee, Park, 2005, p. 567-583)، متمایز است. نیاز به جذب نوآوري هاي توليد شده در کشورهای پیشرفته و يادگيري فناوري در کشورهای توسعه یافته، (Jeynathi, 2018, p.29-39) وجود دارد و لازم است به انباشت و تقویت توانمندی فناورانه در این کشورها توجه شود(Ghazinoory, mohajeri, 2019). اینترنت اشیاء، فرصتی ویژه را برای تسهیل فرایندها و رفع چالشهای موجود در صنایع ایجاد نموده و
با ایجاد ارتباط بین اشیاء و سیستمها، باعث تقویت توانمندیهای فناورانه شرکتها می شود. این فناوری های تحول آفرین، در دهه آینده در تمام دنیا تحقق یافته و تاثیر وسیعی بر اقتصاد دنیا خواهد داشت(Jeynathi, 2018, p.29-39). در بین 12 فناوری تحول آفرین مطرح شده در دنیا توسط مکینزی، اینترنت اشیاء (IOT) رتبه سوم را دارد(saghafi, molanapour, 2016) . اتحادیه بینالمللی مخابرات، اینترنت اشیاء را عامل زیرساخت جهانی برای ایجاد قابلیت تعامل پذیری از طریق اتصال اشیای فیزیکی و مجازی میداند(Karale, 2021) . IOT در مفهوم و عملکرد یكپارچهسازی زنجیره تامین نیز تاثیرگذار است (Rahimi, Rad, Alam Tabriz, Motameni, 1397). این تاثیر، دو جنبه را در بردارد: 1. عوامل عملیاتی که با افراد، سیستم ها و فرآیندها مرتبط است و ممکن است منجر به شکست در هماهنگی عرضه و تقاضا شود (عوامل سازمانی، فناورانه، محیطی، اقتصادی، پشتیبانی فنی و عوامل مرتبط با محصول در این گروه قرار دارند). 2. عوامل اختلاگر بیرونی که کمتر قابل کنترل است و از ریسکهای ایجاد شده توسط انسانها و یا طبیعت مانند سونامی ناشی میشود(Durowoju, Chan, Wang, Akenroye, 2021) . اگر سازمان یا جامعه ی مورد مطالعه، نسبت به سایر جوامع پیشرو از دانش محدودی برخوردار باشد، روش همپایی جهت ادامه مسیر توصیه شده است. در مقاله(Ghazinoory, Dastranj, Saghafi, Kulshreshtha, Hasanzadeh, 2017, p. 231-242) ، چارچوبی برای رهنگاری به منظور همپایی جهت ادامه مسیر برای کشورهای در حال توسعه مبتنی بر یادگیری فناورانه ارائه شده ولی تا کنون از آن فقط برای بانکداری اجتماعی و در همان مقاله استفاده شده است. در این تحقیق از روش فوق برای تدوین رهنگاشت صنعت توزیع و فروش محصولات بهداشتی به عنوان صنعتی که در اقتصاد ایران تاثیرگذاراست، استفاده میشود. ضمنا تاثیر فناوری اینترنت اشیا به عنوان یکی از فناوریهای صنعت4 در آن لحاظ میشود. محصولات بهداشتی طیف وسیعی از جمله محصولات دارویی، سلامت و مراقبت از پوست و مو، عطر، شوینده، رنگ مو، محصولات آرایشی و محصولات سلولوزی را دربرمیگیرد که هر کدام از آنها ویژگی خاصی از نظر فروش و توزیع دارند و درصد خوبی از واردات کشورهای در حال توسعه را به خود اختصاص می دهند و همچنین با توجه به امکان فاسد شدن، باید سریعتر مصرف شوند.
دنیای پر رقابت صنعت توزیع و فروش محصولات بهداشتی دارای سه بخش 1. شرکت های تولید کننده یا واردات، 2. شرکتهای پخش و واسطه 3.داروخانه ها و فروشگاه های آرایشی و بهداشتی است و فناوری IOT پتانسیل لازم برای تسهیل فرایند های این صنعت با توجه به تقاضای بالا را دارد. سوال اصلی این است: چگونه با استفاده از الگوی رهنگاشت مبتنی بر یادگیری، رهنگاشتی برای پیادهسازی فناوری اینترنت اشیاء در صنعت توزیع و فروش محصولات بهداشتی تدوین میشود؟ در این مقاله ابتدا ادبیات مرتبط مرور میشود. سپس با جمع بندی مطالعات میدانی و کتابخانه ای و در ادامه مصاحبه با خبرگان، عناصر رهنگاشت استخراج شده و با پنل و روش دلفی، نتایج آن تایید و در قالب چارچوب رهنگاشت یادگیری، ارائه میشود.
2. پیشینه پژوهش و چارچوب نظری
2-1- صنعت نسل چهارم و بلوغ اینترنت اشیاء
اتصال دنیای مجازی و دنیای واقعی از طریق فاوا (فناوری اطلاعات و ارتباطات)، مفهومی به نام صنعت نسل 4.0 (I4: Industry 4.0) را ایجاد کرده و علیرغم ایجاد فرصت برای ایجاد ارزش و ثروت، به یکی از چالشهای اصلی کسب و کار تبدیل شدهاست (Schneider, 2018). این مفهوم اولین بار در سال 2011 در کشور آلمان با هدف حفظ صنایع آن سرزمین در عرصه ی رقابت جهانی معرفی شد. امروزه I4 مورد توجه کشور های بیشماری از جنبه های سیاسی و فناورانه قرار گرفتهاست (Kamble, Gunasekaran, Sharma, 2018, p.107-119) (Müller, Buliga, Voigt, 2018). از اهداف صنعت نسل چهارم می توان به ایجاد کارخانه ها و شرکت های هوشمند اشاره کرد که به واسطه فناوری هایی از جمله داده های بزرگ1، اینترنت اشیاء، رایانش ابری، ربات ها، هوش مصنوعی، ارتباطات انسان- ماشین و ماشین – ماشین را تسهیل کرده و سیستم های پایداری را ایجاد کردهاست ( Kamble, et al., 2018, p.107-119). فعالیت سایر کشور ها در راستای I4 به منظور حمایت از تغییرات فناورانه و حفظ خود در فضای جهانی بطور خلاصه در جدول(1) ارائه میشود (Li, Tang, Chan, Wei, Pu, Jiang, 2018, p. 91-106).
جدول( 1) فعالیت کشور های مختلف در صنعت نسل چهارم(Li, Tang, Chan, Wei, Pu, Jiang, 2018, p. 91-106).
کشور | برنامه |
چین | تدوین طرح یکپارچگی میان صنعت و فناوریهای دیجیتال، تولید هوشمند و صنعتی شدن مجدد |
آمریکا | ارائه استراتژی در زمینه مفاهیمی همچون اینترنت صنعتی و تولید هوشمند |
ژاپن | ارائه طرحی در زمینه مفهوم زنجیره ارزش صنعتی |
انگلستان | ارائه پروژه آینده پژوهی شامل تولید هوشمند و اینترنت صنعتی |
صنعت نسل چهارم از دیدگاه محققان، سیستمی پویا است که یکپارچگی در میان تمامی عوامل آن وجود داشته و فناوریهای دیجیتال و تجهیزات فیزیکی در سرتاسر زنجیره ارزش ادغام شدهاند(Schneider, 2018). موتور محرکه I4 ، فناوری های پیشرفته دیجیتالی هستند و بر همین اساس، آورده I4 برای کشورهای توسعه یافته شامل افزایش بهرهوری، تولید مبتنی بر نوآوری و موقعیتهای اقتصادی بیشتر خواهدبود. کشورهای در حال توسعه، نیازدارند تا در حوزه کسب و کارهای خود به تعریف و فهم عمیق مفهوم صنعت نسل چهارم بپردازند تا شرایط دنبالهروی گام به گام برای آنها ایجاد شود. در این شرایط، بقای هر شرکت در گرو پویایی است (Bodrow, 2017, p.394-400). همچنین پیروی از استانداردهایی تدوین شده از جمله استانداردهای طراحی، تولید هوشمند، عملیاتو مدیریت، یکپارچگی و ادغام، استانداردهای زیست محیطی و فنی سبب اجرای موفقیتآمیز I4 خواهد بود (Li, et al. 2018, p.91-106). تشکیل تیم سیاستگذاری فناوری نیز در راستای بررسی زیرساختهای فاوا و نیازمندیهای بخشهای مختلف برای جلوگیری از شکستهای ناشی از پیاده سازی صنعت نسل چهارم ضروری است(Ghobakhloo, 2018, p. 910–936). علاوه بر تمرکز تولیدکنندهها و صاحبان کسب و کار بر روی I4 ، گروههای آکادمیک متعددی نیز در سال های اخیر به این حوزه پرداخته اند و سبب رشد چشمگیر مقالات منتشر شده در این حوزه شده اند. این مقالات به دو دسته تجربی (بکار گیری رویکردهای گوناگون برای اندازه گیری فعالیت ها و فرایند های I4)و مفهومی ( بررسی چالشها و ایدهها) تقسیم شدهاند که در این میان 57 درصد متعلق به مقالات با دسته بندی تجربی است(Schneider, 2018). هدف توسعه پایدار سوم بر لزوم اطمینان از زندگی سالم و ارتقای رفاه جهانی تأکید میکند. در این راستا، صنعت کالاهای بهداشتی، با تقویت شبکه زنجیره تأمین و تقویت دسترسی جهانی به محصولات نوآور، نقش مهمیدر ایجاد سلامت و زندگی سالم دارد. اتوماسیون که یکی از ویژگی های I4 است، سبب افزایش کارایی و کیفیت تولید محصولات بهداشتی وکاهش خطاهای انسانی میشود. سنسورهای متنوعی که در سرتاسر زنجیره تامین بکار گرفته شده اند سبب تجمیع داده های آنی شده و تحلیل داده ها را در اختیار بازیگران زنجیره تامین میگذارد. سنسورهای به کار رفته در بخشهای مختلف هم قادرند دادههای فرآیندهای تولید را جمع آوری کنند و هم دادههای محیطی را ثبت کنند؛ بدین ترتیب پیگیری و ردیابی دادههای آنی محیطی محقق خواهد شد. سپس این سنسورها داده ها را در کامپیوتر ابری بارگذاری می کنند، در نتیجه می توان آنها را جمع آوری، ذخیره، ردیابی و تجزیه و تحلیل کرد. (Ding, 2018, p. 115-130) یکی از چالشهای زنجیره تامین صنعت محصولات بهداشتی، عدم دسترسی به اطلاعات دقیق است که تصمیم گیرندهها را با عدم قطعیت مواجه میکند. با دادههای شفاف جمع آوری شده، مدیران می توانند از تحلیل های کلان داده بهره بگیرند تا تامین کننده های بالقوه را بر مبنای عملکرد گذشته آنها ارزیابی و مدیریت کنند و تصمیمات نهایی بهتری را اتخاذ کنند. (Ding, 2018, p. 115-130)
IOT، سیستمهای سایبرفیزیکال، کارخانه هوشمند و اینترنت خدمات چهارجز کلیدی I4 هستند. IOT قادر است توسط زیرساختی به نام اینترنت، اشیای فیزیکی را به اشیای فیزیکی هوشمند تبدیل و فرصت پشت سرگذاشتن مرزها و محدودیت های محصولات سنتی را فراهم کند (Hofmann, Rüsch, 2017, p.23-34). یک شبکه معمولی اینترنت اشیاء شامل چهار لایه اصلی اساسی است(Liao, Ying, Aryal, Nattuthurai, Li, 2018, p.141-156) 1.لایه سنجشی: شامل برچسبهایRFID ، حسگرها، محرکها. 2.لایه شبکه: از انتقال اطلاعات از طریق شبکه سیمی یا بیسیم پشتیبانی میکند. 3.لایه سروری: خدمات و برنامه کاربردی را از طریق فناوری میان افزار ادغام میکند. 4.لایه رابط: نمایش اطلاعات به کاربر و امکان تعامل با سیستم.
فناوری IOT نیز مانند فناورهای دیگر مراحل بلوغ مختلفی دارد. (Zujewski, 2013) در مطالعه خود مدل بلوغ اینترنت اشیا را مطابق شکل (2) ارائه کرد مشاهده میشود در سطح اول بلوغ، شیء فیزیکی اتصالی ندارد و ایزوله است ولی در سطح ششم ارتباط بین اکوسیستمها ممکن میشود. و نقش بازیگران زنجیره ارزش هم اهمیت مییابد.