مدل‌های داده‌ای استقرار اینترنت اشیاء در بخش ذخیره‌سازی زنجیره تامین گندم: با استفاده از رویکرد علم طراحی اقدام پژوهانه

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 موسسه آموزش عالی خردگرایان مطهر

2 دانشگاه ولی عصر رفسنجان

3 دانشگاه تربیت مدرس تهران

4 دانشگاه فردوسی مشهد

چکیده

زنجیره تامین در خصوص کالاهای با عمر کوتاه و فاسد شدنی به خصوص محصولات کشاورزی همواره یکی از با اهمیت‌­ترین و چالش برانگیزترین مباحث مدیریتی در زمان­‌های مختلف بوده است. زیرا، در تمامی مراحل فرایند تولید محصولات کشاورزی ممکن است عوامل غیر ایمن و غیر بهداشتی، سلامت محصولات کشاورزی را در معرض مخاطره قرار دهد. علاوه بر این، یکی از مسائل کلیدی زنجیره تامین کشاورزی حجم بالای هدر رفت محصولات در طول زنجیره تامین است. در ایران به عنوان یک کشور در حال توسعه سالانه حدود 30 درصد کل محصولات کشاورزی هدر می‌رود. حجم بالای ضایعات محصولات کشاورزی به ویژه در رابطه با محصول گندم به عنوان یک محصول سیاسی و راهبردی اهمیت بیشتری پیدا می­‌کند. نتایج برخی از مطالعات نشان می‌­دهد میزان زیادی از هدر رفت گندم، در کشورهای در حال توسعه به دلیل استفاده گسترده از شیوه­‌های سنتی در بخش ذخیره­‌سازی این محصول است. به نظر می‌رسد، بکارگیری فناوری­‌های نوظهوری نظیر اینترنت اشیاء می­‌تواند راه حل مناسبی برای این مساله باشد. با این وجود، شواهد نشان می‌دهد در زمینه بکارگیری اینترنت اشیاء در زنجیره تامین به ویژه در بخش لجستیک، کمبودهایی وجود دارد و پژوهشگران می­بایست از طریق مدل­‌سازی و بهینه­‌سازی، شکاف­‌های نظری موجود در این زمینه را پوشش دهند. از این‌رو، پژوهش حاضر در صدد است با استفاده از رویکرد علم طراحی اقدام­‌پژوهانه این مساله مهم پژوهشی را برای اولین بار در ایران مورد تاکید قرار دهد. مهمترین یافته­‌های این پژوهش، شامل مدل مفهومی داده، مدل منطقی پایگاه داده و مدل فیزیکی داده بکارگیری اینترنت اشیاء در بخش ذخیره­‌سازی زنجیره تامین گندم می­‌شود که با مشارکت خبرگان صنعتی و متخصصین مهندسی نرم‌افزار طراحی و اعتبارسنجی شده است. مدل‌های طراحی شده در این پژوهش می­‌تواند برای پیاده‌سازی فناوری اینترنت اشیاء در مراکز ذخیره­‌سازی گندم مفید باشد و به بخشی از مسائل مرتبط با این حوزه پاسخ دهد. یافته­‌های این پژوهش می‌تواند راهنمای مناسبی برای مسئولان و تصمیم­‌گیرندگان جهت توسعه و بکارگیری اینترنت اشیاء در بخش ذخیره­‌سازی گندم باشد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

IoT Deployment Data Models in the Wheat Supply Chain Storage Section: Using an Action Design Research Approach

نویسندگان [English]

  • Mohsen Rajabzadeh 1
  • Shaban Elahi 2
  • Alireza Hasanzadeh 3
  • Mohammad Mehraeen 4
1
2
3
4
چکیده [English]

The supply chain for perishable products, especially agricultural goods, has always been one of the most important and challenging management issues at different times. Because, at all stages of the agricultural production process, unsafe and unsanitary factors may endanger the health of agricultural products. In addition, one of the key problems of the agricultural supply chain is the high volume of products wasted throughout the whole supply chain. For example, in Iran, as a developing country, about 30% of all agricultural products are wasted annually. The high volume of agricultural waste is especially important concerning wheat products as a political and strategic product. The results of some studies show that a large amount of wheat waste in developing countries is due to the widespread use of traditional methods in the storage process. Therefore, the application of emerging technologies such as the Internet of Things (IoT) can be an effective solution to this kind of problem. However, there are shortcomings in the IoT deployment in the supply chain, especially in the logistics sector, and researchers need to cover theoretical gaps in this area through modeling and optimization. Therefore, the present study intends to emphasize this important research issue for the first time in Iran using the Action Design Research approach. The most important findings of this research include the conceptual data model, the logical model of the database, and the physical data model for the IoT deployment in the storage section of the wheat supply chain, which has been designed and validated with the participation of industry and software engineering experts. The models designed in this research can be useful for the implementation of IoT technology in wheat storage centers and food factories. The findings of this study can provide a good guideline for officials and decision-makers to deploying IoT in the field of wheat storage.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Agricultural Supply Chain
  • IoT
  • Action Design Research
  • Agricultural Products
  • Wheat
رجب‌زاده، محسن، شعبان الهی، علیرضا حسن‌زاده، و محمد مهرآیین. 1400. اینترنت اشیا در مدیریت زنجیرة تأمین: مروری نظام‌مند با استفاده از رویکرد قیف پارادایمی. پژوهشنامه پردازش و مدیریت اطلاعات ۳۷ (۱): 59-82.
صیادی، محمدکاظم، احرام صفری، و سهیلا قبادی‌پور. 1401. اولویت‌بندی کاربردهای اینترنت اشیا در مدیریت زنجیرة تأمین با استفاده از رویکرد تصمیم‌گیری چندمعیاره و تحلیل مضمون. پژوهشنامه پردازش و مدیریت اطلاعات 37 (3): 721-748.
 
Alsleben, M. 2012. Creating global dynamic capabilities: R&D network management for globally distributed research and development in the software industry. Hong Kong: City University of Hong Kong.
Ben-Daya, M., E. Hassini, & Z. Bahroun,. 2019. Internet of things and supply chain management: a literature review. International Journal of Production Research 57 (15-16): 4719-4742.
Chen, Y. 2014. The IOT and Smart Logistics Model as the Center of Agricultural Products IOT Port. Paper presented at the Advanced Materials Research.
Cheraghalipour, A., M. M. Paydar, & M. Hajiaghaei-Keshteli. 2017. A multi-period and three-echelon supply chain network design for perishable agricultural products using meta-heuristic algorithms. Journal of Operational Research In Its Applications (Applied Mathematics)-Lahijan Azad University 14 (3): 15-34.
Cole, R., S. Purao, M. Rossi, & M. Sein. 2005. Being proactive: where action research meets design research. International Conference on Information Systems (ICIS) 2005 Proceedings, 27. Las Vegas, USA.
Duan, Y. E. 2011. Research on Integrated Information Platform of Agricultural Supply Chain Management Based on Internet of Things. Journal of Software 6 (5): 944-950.
Ghalibaf, M. B., Z. Pishgahifard, R. Afzali, & S. M. Hosseini. 2016. Geopolitical Analysis on Strategic Products of Food in Iran (Case Study: Wheat). Human Geography Research 48 (1): 53-67.
Gill, A. Q., & E. Chew. 2019. Configuration information system architecture: Insights from applied action design research. Information & Management 56 (4): 507-525.
Gunasekaran, A., N. Subramanian, M. K. Tiwari, B. Yan, C. Yan, C. Ke, & X. Tan. 2016. Information sharing in supply chain of agricultural products based on the Internet of Things. Industrial Management & Data Systems 116 (7): 1397-1416.
Hay, D. C. 2003. Requirements analysis: from business views to architecture. Upper Saddle River: Prentice Hall Professional.
Johansen, C., B. Culp, & M. Mora. 2017. Cisco survey reveals close to three-fourths of IoT projects are failing.
Kamble, S. S., A. Gunasekaran, H. Parekh, & S. Joshi. 2019. Modeling the internet of things adoption barriers in food retail supply chains. Journal of Retailing and Consumer Services 48: 154-168.
Khader, B. F., Y. A. Yigezu, M. A. Duwayri, A. A. Niane, & K. Shideed. 2019. Where in the value chain are we losing the most food? The case of wheat in Jordan. Food security 11 (5): 1009-1027.
Kodali, R. K., J. John, & L. Boppana. 2020. IoT Monitoring System for Grain Storage. Paper presented at the 2020 IEEE International Conference on Electronics, Computing and Communication Technologies (CONECCT). Bangalore, India.
Kodan, R., P. Parmar, & S. Pathania. 2020. Internet of things for food sector: Status quo and projected potential. Food Reviews International 36 (6): 584-600.
Kousiouris, G., S. Tsarsitalidis, E. Psomakelis, S. Koloniaris, C. Bardaki, K. Tserpes, . . .  & D. Anagnostopoulos. 2019. A microservice-based framework for integrating IoT management platforms, semantic and AI services for supply chain management. ICT Express 5 (2): 141-145.
Lee, I., & K. Lee. 2015. The Internet of Things (IoT): Applications, investments, and challenges for enterprises. Business Horizons 58 (4): 431-440.
Li, Z. 2016. A study of agricultural products distribution using the internet of things. International Journal of Simulation: Systems, Science and Technology 17 (19): 13.11-13.15.
Lianguang, M. 2014. Study on supply-chain of agricultural products based on IOT. Paper presented at the 2014 Sixth International Conference on Measuring Technology and Mechatronics Automation. Zhangjiajie, China.
Liu, Y., S. Liu, J. Wang, K. Qian, Y. Shi, L. Zheng, . . . & N. Kong. 2018. A Credible Food Traceability System Based on Domain Name System Security Extensions. International Journal of Online Engineering 14 (4): 11-125.
Manifesto, A. 2001. Manifesto for agile software development.  Retrieved from: https://agilemanifesto.org/ (accessed Feb. 22, 2021)
Mosley, M., M. H. Brackett, S. Earley, & D. Henderson. 2010. DAMA guide to the data management body of knowledge. Bradley Beach, NJ, U.S.A: Technics Publications LLC.
Peffers, K., T. Tuunanen, M. A. Rothenberger, & S. Chatterjee. 2007. A design science research methodology for information systems research. Journal of management information systems 24 (3): 45-77.
Sein, M., O. Henfridsson, S. Purao, M. Rossi, & R. Lindgren. 2011. Action design research. Management Information Systems Quarterly 35 (1): 37-56.
Velsberg, O. 2018. The Outcomes of the Implementation of Internet of Things: A Public Value Perspective. Paper presented at the IFIP International Internet of Things Conference. Poznan, Poland.
Voigt, M., B. Niehaves, & J. Becker. 2012. Towards a unified design theory for creativity support systems. Paper presented at the International Conference on Design Science Research in Information Systems. Berlin, Heidelberg.
Walls, J. G., G. R. Widmeyer, & O. A. El Sawy. 1992. Building an information system design theory for vigilant EIS. Information systems research 3 (1): 36-59.
Yan, B., X. Wang, & P. Shi. 2017. Risk assessment and control of agricultural supply chains under Internet of Things. Agrekon 56 (1): 1-12.
Yan, B., C. Yan, C. Ke, & X. Tan. 2016. Information sharing in supply chain of agricultural products based on the Internet of Things. Industrial Management & Data Systems 116 (7). 1397-1416.
Zhang, Y., L. Zhao, & C. Qian. 2017. Modeling of an IoT-enabled supply chain for perishable food with two-echelon supply hubs. Industrial Management & Data Systems 117 (9): 1890-1905.
Zhong, R. Y., K. Tan, & G. Bhaskaran. 2017. Data-driven food supply chain management and systems. Industrial Management & Data Systems 117 (9): 1779-1781.