Internet of things and digital transformation (industry 4.0) strategy and benefits for manufacturing firms
Nesnelerin interneti ve dijital dönüşüm (endüstri 4.0) stratejilerinin üretim firmalarına faydaları
- Tez No: 733238
- Danışmanlar: PROF. DR. TOLGA KAYA
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Endüstri ve Endüstri Mühendisliği, Mühendislik Bilimleri, İşletme, Industrial and Industrial Engineering, Engineering Sciences, Business Administration
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2022
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: İşletme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: İşletme Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 133
Özet
Dünya çok büyük bir hızla değişiyor. Önceki endüstriyel devrimler yaklaşık yüzyılı aşkın sürelerde tamamlanırdı. 1. endüstri devrimi olan mekanikleşme ve buhar makinesinin icadı 1712 yılında başladı ve 1800'lerine sonuna kadar devam etti. 19. yüzyılın başlarında, bir sonraki devrim olan elektrik ve seri üretim ise 1970 lerde başlayan ilk mikro bilgisayarların bulunması ile üçüncü endüstri devrimi olan otonomasyon ile devam etti. Fakat bundan sadece bir kaç on yıl sonra dördüncü endüstri devrimi hayatlarımıza girdi. Dördüncü endüstri devrimi ilk olarak Almanya'da bu isim ile anılsa da, bir çok ülkede karanlık fabrikalar, ve nesnelerin interneti gibi bir çok diğer isimle de anılıyor. Otonom cihazlar ve sanal ekipmanların çekirdekte olduğu bu devrim, firmalarin dijital dönüşümünü şekillendiren en önemli unsurların başında. Dördüncü endüstri devrimi üretim yapan firmalara bir çok yeni zorluğu getirirken, hızlı adaptasyonu da zorunlu kılıyor. Sıklıkla değişen müşteri talepleri, dönüşen pazarlar ve yasal mevzuatların dayattığı büyük baskılardan ötürü firmalar dijital dönüşümde geri kalmamak ve rekabette yok olmamak adına önemli yatırımlar yapmak zorundalar. Yukarıda belirtilen değişimler sadece ürünleri ve hizmetleri değiştirmekle kalmıyor, çalışanların çalışma şekillerini de ciddi miktarda değiştiriyor. Eskiden sadece el-kitapçıkları ile bilgi paylaşılabilirken, artık sanal gerçeklik gibi ileri teknolojiler de hem pazarlama, hem satış, hem de operasyonel faaliyetlerde sıklıkla kullanılmaya başlandı. Bu tip teknolojiler daha önceleri rekabette avantaj yaratan teknolojiler iken, yeni dünya düzeninde firmaların hayatta kalması için olmazsa olmaz rekabet kriterleri olarak öne çıkmaya başladılar. Değişen koşullara uyum sağlamak ve dijital dönüşüm yol haritasını doğru belirlemek firmalar için büyük zorluklar oluşturmaya başladı. Bu noktada, firmalar nasıl bir yol izlemeleri gerektiğine danışmanlık hizmetleri alarak veya içeride oluşan bilgi birikimine veya rekabetin dayatmalarına göre kararlar almak zorunda kaldılar. Fakat dijital dönüşüm firmalarını tümden etkileyen ve çok kritik öneme sahip olan bu konular, basitçe alınabilecek kararlar olmaktan çıkıyorlar. Karar verici konumda bulunan çalışanların, nesnel yaklaşımları firmaların gelecekleri için ciddi sorunlara da sebep olabilir. Bu noktada, dördüncü endüstri devriminde nesnelerin internetinin etkisi ile tezimiz oluştuğu üç yayınlanmış makale yardımıyla imalat firmalarına dijital dönüşüm yol haritası çizerken, hem fayda sağlamalarını hem de stratejik kararları daha doğru vermelerini sağlamayı hedeflemektedir. Özellikle karar vericilerin nesnel düşüncelerini ortadan kaldırmak açısından bulanık mantık temelli çok kriterli karar verme (ÇKKV) sistemlerinden oluşan detaylı yol haritası önerileri sunmaktadır. Birinci makale, firmaların dijital dönüşümü içerde yapmak ile dışardan hazır ürün satın almaları arasında vermeleri gereken karar konusunda yol haritası hazırlamakta. Bilindiği üzere bir firmanın çok hakim olmadığı ama rekabet noktasında çok kritik önemde olduğunu bildiği bir konu hakkında nasıl bir yatırım yapacağı oldukça zorlu bir süreçtir. Firmalar bu noktada içeride yaptıkları veya dışarıdan aldıkları bilgilerin doğruluğu ve bilgi veren kaynağın dürüstlüğü konusunda sorunlar yaşayabilirler. Bu tip kritik noktaların belirlenmesinde detaylı literatür taraması yapılarak altı çok önemli kriter belirlenmiştir. Fakat bu kriterlerin direkt kullanılması, karar vericilerin nesnel yorumlarına göre manipülasyona açık olabileceği için, bulanık mantık temelli bir yapı önerilmiştir. Kullanılan yöntem, tip-2 bulanık kümeler kullanılarak oluşturulan COPRAS yöntemidir. Bu yöntem sayesinde, stratejik karar vermesi gereken imalat firmaları, kendi firmalarının karakterlerine göre dijital dönüşüm alanında içerde yapmanın mı yoksa dışardan hazır ürün almanın mı daha uygun olacağını belirleyen çok kriterli karar verme sistemi üzerinden değerlendirme yapabilirler. Makalede ayrıca endüstride faaliyet gösteren firmalar üzerinde yapılmış çalışmaların da detayları paylaşılmıştır. Bu firmalardan alınan bilgiler doğrultusunda ikinci ve üçüncü makale çalışmaları hazırlanmıştır. İkinci makalede, birinci makaleden çıkan sonuçlar neticesinde dışardan alım yapma konusunda karar vermiş olan bir firmanın yol haritası tartışılmıştır. Dijital dönüşümde en kritik adımlardan biri Ürün Yaşam Döngüsü (ÜYD) ürünlerinin seçilmesidir. Farklı alternatifler arasından doğru ÜYD ürününün seçilmesi noktasında firmaların ÇKKV sistemi oluşturması için öncelikle ÜYD seçim kriterlerini belirlemesi gerekir. Makale içinde çok detaylı literatür taraması sonucunda en önemli altı kriter belirlenmiştir. Bu altı kriter ile ÜYD ürünü almak isteyen firmalar yine de karar vericilerin belirsiz durumlarda güvenilir bir yaklaşım sergileyemeyebileceklerinden ötürü yanlış kararlar alma riskiyle karşı karşıya kalabilirler. Bunu önlemek adına, aralık değerli küresel bulanık kümeler ile oluşturulan COPRAS yöntemi önerilmiştir. Bu yöntemi kullanarak firmalar belirlenen altı kriteri farklı alternatiflere uygulayabilirler ve kendileri için en uygun olan ÜYD ürününü seçebilirler. Karar vericilerin nesnel yorumlarından arındırılan karar verme sistemi sayesinde dijital dönüşüm açısından en uygun ürün seçilmesi sağlanmıştır. Ayrıca endüstriyel firmalar ile yapılmış çalışma da örnek olarak gösterilmiştir. Bu çalışmadan çıkan neticeler ile katılım gösteren firmalara gösterilen sonuçlar arasında çıkan ilişki son derece tatmin edici bulunmuş ve çalışma tamamlanmıştır. Son olarak üçüncü makalede ise, yine birinci makalede çıkan dışarıdan satın alma kararının dijital dönüşümün bir diğer çok önemli aracı olan artırılmış gerçeklik (AG) ürünlerinin seçiminde yol göstermesi amaçlanmıştır. İkinci makaleye paralel şekilde, literatür taraması bu sefer AG ürünleri üzerinde gerçekleştirilmiş ve en önemli dokuz kriter belirlenmiştir. Bu kriterler kullanılırken, benzer şekilde karar vericilerin nesnel yorumlarından kaçınmak ve daha doğru kararı verebilmek adına küresel bulanık sayılar, COPRAS ÇKKV sisteminde kullanılmıştır. Ayrıca önerilen method örnek bir çalışmada uygulanmış ve sonuçları ile duyarlılık analizleri de çalışmada paylaşılmıştır. Sonuç olarak, dijital dönüşüm imalat firmalarını ciddi şekilde dönüştürmekte ve bu dönüşüme ayak uyduramayan firmaları rekabette büyük riskler beklemektedir. Bu tez ise, dijital dönüşüm alanında çalışmalar yapmak isteyen firmalara yol göstermek ve detaylı literatür taraması ile hangi kriterlere göre öznel karar alabilecekleri yönünde öneriler sunmaktadır. Bunun yanında, belirlenen kriterler insanların doğal düşünce yapısında oluşacak nesnel durumlardan ötürü güvenilirlik sağlamayabilecektir. Güvenilirliği arttırmak adına, her üç makalede de bulanık mantık tabanlı çok kriterli karar verme sistemi önerilerek firmaların hızlıca alternatifler arasında doğru kararı vermeleri amaçlanmıştır. Dijital dönüşüm ve dördüncü endüstri devriminin ıskalanması veya yeterli faydanın sağlanamaması ile birçok firmanın yok olma riski ile karşı karşıya kalabileceğinin oluşturduğu riskler göz önüne alındığında; bu tez ile amaçlanan, firmalara doğru ve öznel bir yol haritası sunmaktır. Bu yol haritasını izleyen firmalar hem hayatta kalabilecekler, hem de rekabette küresel anlamda avantajlarla öne çıkarak hem pazar paylarını arttırabilecek, hem müşteri memnuniyeti sağlayabilecek, hem de karlılıklarını arttırabileceklerdir. Bu tezde önerilen yöntemler yeni literatür taramaları ile geliştirilebilirler. Dijital dönüşüme etki edebilecek diğer ürünlerin eklenmesi, farklı bulanık mantık yöntemlerinin uygulanması ve kriterlerin güncellenmesi başlıca ek çalışmalara verilebilecek örnekler olabilir.
Özet (Çeviri)
The world is changing faster than ever before. Previous industrial revolutions happened within an average of hundred years. The first industrial revolution of mechanization happened in the 18th century followed by electrification in the early 20th century and automation happened towards the end of the 20th century as well. Only after a quarter of a century, the last and fourth industrial revolution kicked in. Digitalization is the key trend of the Industry 4.0 revolution. One of the key aspects of digitalization brought by Industry 4.0 is driven by the Internet of Things. Industrial companies are transforming the way they design and maintain their products, solutions, and production capabilities. Consumer requirements became more demanding than ever before. Competition among the manufacturing companies is at its limits and transforms the products to be more complex. Yet, other challenges such as faster time to market, higher quality needs, and regulations and legislation force enterprises to provide new ways of designing, manufacturing, and servicing their end products. Such changes do not happen overnight, the transformation within large organizations are key aspects of their survival. Because of that, firms are collecting lots of information before deciding on their strategies for digital transformation. One key problem in this regard is to decide on either to buy or implement (vertical integration) such technologies objectively and efficiently. Many firms are dependent on a few individuals' decision-making capabilities. However, human decision-making is not objective most times and this could cause issues for the firms to make the best decision. This thesis consists of three published articles that focus on the 4th industrial revolution's effect on digital transformation strategies and benefits for manufacturing firms. As well as providing a strategical roadmap throughout the journey of digital transformation. Multi-criteria decision-making is key for firms to determine the most appropriate solution among a large set of alternatives. To overcome subjective human judgment challenges, the fuzzy multi-criteria decision-making frameworks are introduced in each article. The proposed frameworks aim to help manufacturing firms strategically apply digital transformation. The first article defines a fuzzy framework for the manufacturing firms in their investment decision in the internet of things domain. From the two possibilities of internal make decision vs external buy decision, there are many factors to be considered. The detailed literature review indicates six important criteria for manufacturing firms to consider in their transformation journey decision making. Based on the provided decision criteria, the Type-2 Fuzzy COPRAS method is used as an application of the framework to help manufacturing organizations compare available alternatives and decide for their organizational nature. The suggested framework is tested in an industrial case study and findings are discussed in the paper. The results indicate that digital transformation is preferred to be outsourced due to its complex nature. In the second article, based on the approach provided by the first article, one of the key components of digitalization is applied. The article investigates how the manufacturing firms should decide on which Product Lifecycle Management (PLM) solution to buy from available options based on the enterprise's requirements. In order to identify the key criteria for PLM selection, a detailed literature analysis is conducted. The result of the literature review shows that six very important criteria exist for PLM application selection. Furthermore, to reduce subjective human judgment, the interval-valued Spherical Fuzzy COPRAS method is suggested as an application selection framework. The industrial case study is applied and alternative PLM solutions are ranked for the case-studied manufacturing firms. The results were satisfactory for the decision-making firms and the proposed framework was considered to be successful by them. In the third and last article, based on the findings from the first article and similarly to the second article, an Augmented Reality (AR) application selection framework is proposed. AR applications are taking a key part in the digital transformation of manufacturing firms. The detailed literature review suggests nine very important criteria to be used to compare alternative AR solutions. To reduce subjective human judgment, the Spherical Fuzzy COPRAS multi-criteria decision-making framework is proposed. The suggested method is tested in an illustrative example and findings are shared with sensitivity analysis. As a result, the thesis provides a strategical roadmap for manufacturing firms to apply digital transformation using internet of things concepts in the era of the 4th industrial revolution. Provided fuzzy COPRAS multi-criteria decision-making frameworks help firms to reduce human judgment subjectivity in their decision making. Furthermore, the detailed literature reviews identify the key criteria for selection frameworks to help manufacturing firms to gain time and conduct best in class decision-making.
Benzer Tezler
- Endüstri 4.0'ın küresel ekonomiye etkisi: Almanya ve Çin endüstri stratejilerinin karşılaştırmalı analizi
The impact of industry 4.0 on the global economy: Comparative analysis of Germany and China industrial strategies
RABİA ULUNÇ
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
İşletmeSakarya Uygulamalı Bilimler ÜniversitesiUluslararası İşletme Yönetimi Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ASENA BOZTAŞ
- Effects of industry 4.0 on automobile marketing strategiesa research among auto executives in Turkey
Endüstri 4.0'ın pazarlama stratejileri üzerine etkisi Türkiye'deki otomobil marka müdürleri ile bir araştırma
MEHMET KORHAN HAŞMET
- Türk inşaat sektöründe dijital dönüşüm stratejileri
Digital transformation strategies in Turkish construction industry
KÜBRA ÇİMEN
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Mimarlıkİstanbul Teknik ÜniversitesiMimarlık Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ELÇİN FİLİZ TAŞ
- B2B üretim şirketlerinde süreç temelli endüstri 4.0 öz değerlendirme ve bulanık AHP ile dijitalleşme yol haritası belirlenmesi
Process based industry 4.0 self assesment and digitalization roadmap set for B2B production companies using fuzzy AHP
KÜBRA DENİZ AYYILDIZ UÇAK
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Endüstri ve Endüstri MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiEndüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. DOĞAN ÖZGEN
- İşletmelerin sanayi 4.0 olgunluk düzeylerinin belirlenmesine yönelik çok kriterli bir yaklaşım: Lojistik sektörü uygulaması
A multi criteria approach towards determination of industry 4.0 maturity levels of enterprises: Logistics sector application
DUYGU SERDAR
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
İşletmeKaradeniz Teknik Üniversitesiİşletme Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BİRDOĞAN BAKİ
