مدل‌سازی کیفیت و مدیریت ضایعات با استفاده از پویایی شناسی سیستم در اینترنت اشیا

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

گروه مدیریت، دانشکده علوم اداری و اقتصادی، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران

10.48308/jimp.2025.237906.1602

چکیده

مقدمه و هدف: تأثیرگذاری اینترنت اشیا بر کیفیت محصول به دلیل پیچیدگی‌های فرآیندهای تولیدی و تعدد عوامل تأثیرگذار، نیازمند بررسی‌های دقیق و جامعی است. فناوری اینترنت اشیا به سازمان‌ها اجازه می‌دهد تا فرآیندهای مختلف خود را با دقت بالا پایش کنند و اطلاعات لحظه‌ای و دقیق از وضعیت تجهیزات و محصولات به‌دست آورند. این مطالعه با هدف بررسی تأثیرات اینترنت اشیا برکاهش ضایعات و بهبود عملکرد تجهیزات در صنایع مختلف طراحی شده است و در این راستا به شناسایی متغیرهای کلیدی تاثیرگذار بر فرآیندهای تولیدی و مدل‌سازی رفتار آن‌ها پرداخته است.

روش‌ها: برای تحلیل رفتار متغیرهای کلیدی، از روش پویایی‌شناسی سیستم استفاده شده است. روش پویایی‌شناسی سیستم به ما این امکان را می‌دهد تا تغییرات متغیرها را در طول زمان شبیه‌سازی کنیم و روابط پیچیده بین آن‌ها را بررسی کنیم. از آنجا که متغیرهای بسیار زیادی بر کیفیت محصول تأثیرگذارند، استفاده از روش‌های مدل‌سازی ریاضی مناسب به نظر نمی‌رسد و به همین دلیل، بهره‌گیری از روش‌های شبیه‌سازی و تحلیل سیستم‌های پیچیده که قادر به بررسی روابط غیرخطی و تعاملات بین متغیرها هستند، راهکار مؤثرتری خواهد بود. پس از تشکیل نمودار علی حلقوی مبتنی بر متغیرهای کلیدی تاثیرگذار بر کیفیت محصول، ضایعات و هزینه، نمودار انباشت و جریان رسم شد و اعتبارسنجی مدل نیز با آزمون حساسیت و شرایط حدی صورت گرفت. پس از تحلیل نتایج نیز سناریوهای بهبود ارائه و ارزیابی شدند.

یافته‌ها: اعتبار مدل شبیه‌سازی‌شده در این تحقیق پس پیاده‌سازی آزمون حساسیت و آزمون شرایط حدی تایید شد. یافته‌های این تحقیق نشان می‌دهند که ضایعات محصولات پس از رسیدن به یک نقطه اوج در حدود 20 ماه، به تدریج کاهش می‌یابند. این روند تدریجی می‌تواند حاصل از بهبود فرآیندهای تولید، یادگیری و تجربه در مدیریت ضایعات، یا پیاده‌سازی تدابیر پیشگیرانه باشد. کاهش خطر خرابی تجهیزات و هزینه‌های کنترل کیفیت نیز بهبود عملکرد سیستم را نشان می‌دهد. خطر خرابی تجهیزات ابتدا بالا بوده اما به سرعت کاهش می‌یابد. هزینه‌های کنترل کیفیت نیز در انتهای دوره به صفر میل می‌کند. افزایش تقاضا و هزینه‌های نیروی انسانی نیز به‌صورت نمایی مشاهده می‌شود که بیانگر نیاز به برنامه‌ریزی و مدیریت مؤثر برای پاسخگویی به این تقاضا است. همچنین این افزایش نشان‌دهنده ارتباط مستقیم بین تقاضا و نیاز به نیروی انسانی و در نتیجه هزینه‌های مربوط به این دو می‌باشد. افزایش هزینه‌ها می‌تواند ناشی از هزینه‌های مربوط به جذب نیروی کار متخصص و هزینه‌های آموزش نیروی انسانی برای کسب مهارت‌های مورد نیاز باشد. نتایج نشان داد که هزینه‌های نصب و اجرا افزایش تصاعدی داشته و در پایان دوره به حداکثر مقدار خود می‌رسند. این امر می‌تواند به دلیل افزایش تجهیزات و زیرساخت‌های مرتبط با استفاده از فناوری باشد. همچنین نرخ پذیرش نیز با گذر زمان افزایش پیدا می‌کند.

نتیجه‌گیری: اهمیت این تحقیق در تأکید بر نقش فناوری‌های نوین، به ویژه اینترنت اشیا، در بهینه‌سازی فرآیندها و کاهش هزینه‌ها است. نتایج این مطالعه می‌تواند به مدیران و تصمیم‌گیرندگان صنایع کمک کند تا با درک بهتر تأثیرات اینترنت اشیا، سرمایه‌گذاری‌های بهتری در زمینه فناوری انجام دهند و به بهبود کیفیت و کارایی سیستم‌ها دست یابند. این تحقیق همچنین می‌تواند مبنای تحقیقاتی بیشتر در زمینه استفاده از اینترنت اشیا در صنایع مختلف باشد و به توسعه راهکارهای مؤثر برای بهبود عملکرد و کاهش ضایعات کمک کند.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Modeling Quality and Waste Management Using System Dynamics in the Internet of Things

نویسندگان [English]

  • Azam Modares
  • Nasser Motahari Farimani
  • Kimia Abdari
Department of Management, Faculty of Economics and Administrative Sciences, Ferdowsi University of Mashhad, Mashhad, Iran.
چکیده [English]

Introduction: The impact of the Internet of Things (IoT) on product quality, due to the complexities of production processes and the multitude of influencing factors, requires thorough and comprehensive examination. IoT technology enables organizations to closely monitor their various processes, providing real-time and accurate information on the status of equipment and products. This study aims to investigate the effects of IoT on waste reduction and the improvement of equipment performance in various industries. Accordingly, it focuses on identifying key variables influencing production processes and modeling their behavior.

Methods: To analyze the behavior of key variables, the system dynamics method was utilized. This approach allows us to simulate changes in variables over time and examine the complex relationships between them. Given the large number of variables influencing product quality, mathematical modeling methods appear to be unsuitable. Therefore, leveraging simulation and complex systems analysis methods, which are capable of examining nonlinear relationships and interactions between variables, is a more effective solution. After developing a causal loop diagram based on key variables influencing product quality, waste, and cost, a stock-and-flow diagram was created. The model was validated through sensitivity testing and boundary condition analysis. Following the analysis of results, improvement scenarios were proposed and evaluated.

Results and discution: The validity of the simulated model in this research was confirmed following the implementation of sensitivity testing and boundary condition analysis. The findings of this study indicate that product waste, after reaching a peak at approximately 20 months, gradually decreases over time. This gradual decline may result from improvements in production processes, learning and experience in waste management, or the implementation of preventive measures. The reduction in the risk of equipment failure and the costs associated with quality control also reflects improved system performance. Initially, the risk of equipment failure is high, but it decreases rapidly. Similarly, quality control costs trend toward zero by the end of the period. An exponential increase in demand and labor costs is also observed, highlighting the need for effective planning and management to meet this demand. This trend further indicates a direct relationship between demand, workforce requirements, and the associated costs. The increase in costs may be attributed to expenses related to hiring specialized labor and training personnel to acquire the necessary skills. The results demonstrated that installation and implementation costs show an exponential rise, reaching their maximum level by the end of the period. This increase could be due to the growing need for equipment and infrastructure related to the use of the technology. Additionally, the adoption rate increases over time.

Conclusion: The significance of this research lies in emphasizing the role of modern technologies, particularly the Internet of Things (IoT), in process optimization and cost reduction. The findings can assist managers and decision-makers in industries to better understand IoT's impacts, enabling more informed investments in technology and enhancing system quality and efficiency. This research also serves as a foundation for further studies on IoT applications in various industries, contributing to the development of effective solutions for performance improvement and waste reduction.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Internet of Things
  • System Dynamics
  • Quality
  • Cost Management
  • Technology Adoption