مجازی سازی زنجیره های تامین مواد غذایی با اینترنت اشیا
چکیده
تکنولوژی اینترنت به زنجیره تامین مواد غذایی اجازه می‌دهند که از مجازی سازی پویا در فرآیندهای مدیریت عملیات استفاده کنند. این پشتیبانی شرکت‌های غذایی را در مقابله با محصولات فاسد شدنی، تغییرات غیر قابل پیش بینی تامین و ایمنی مواد غذایی و پایداری مورد نیاز بهبود می‌بخشد. مجازی سازی عامل‌های زنجیره تامین را قادر می‌سازد که فرآیندهای کسب و کار را از راه دور به صورت بلادرنگ از طریق اینترنت، به عنوان اشیای مجازی به جای مشاهده در محل نظارت کنند، برنامه ریزی کنند و بهینه سازی کنند. این مقاله مفهوم زنجیره‌های تامین مواد غذایی را از چشم انداز اینترنت اشیا تحلیل می‌کند و یک معماری را برای پیاده سازی سیستم‌های اطلاعاتی پیشنهاد می‌کند. به عنوان اثبات قضیه، معماری به مطالعه موردی یک زنجیره تامین ماهی اعمال می‌شود. این بسط انتظار می‌رود که مبنایی را برای بهینه سازی زنجیره تامین مجازی، شبیه سازی و پشتیبان تصمیم بر اساس داده عملیاتی آنلاین ایجاد کند. در اینترنت اشیا، زنجیره‌های تامین مواد غذایی می‌توانند به یک سیستم خود تطبیق تبدیل شوند که اشیای هوشمند در آن می‌توانند به کار گرفته شوند، تصمیم بگیرند و به صورت خودکار مسائلی را یاد گیرند.
- مقدمه
در بخش غذا دامنه‌ای از چشم انداز مدیریت زنجیره تامین یک بخش چالش برانگیز است. نیازمند سیستم‌های کنترلی پیشرفته است که می‌تواند با محصولات فاسد شدنی، تغییرات پیش بینی نشده تامین و سرسختی در ایمنی مواد غذایی و پایداری مورد نیاز مقابله کند. مجازی سازی یک رویکرد امیدوارکننده برای برآورده کردن این چالش‌ها است. این شبیه سازی و بهینه سازی فرآوری‌های مواد غذایی را با استفاده از سیستم‌های نرم افزاری به جای انجام آزمایشات فیزیکی اجازه می‌دهد (Singh and Erdogdu, 2004). مجازی سازی تکنولوژی اینترنت فعلی را می‌توان در مدیریت عملیاتی زنجیره‌های تامین مواد غذایی استفاده کرد (Saguy et al., 2013; Porter and Heppelmann,2014; Verdouw et al., 2015). در نتیجه، زنجیره‌های تامین مواد غذایی می‌توانند به صورت بلادرنگ با اینترنت مبتنی بر اشیای مجازی به جای مشاهده در محل به صورت راه دور نظارت شوند، کنترل شوند، برنامه ریزی شوند و بهینه سازی شوند.
زنجیره‌های تامین مجازی، سیستم‌های قابل ردیابی غذا را ایجاد کردند که اطلاعاتی را در مورد محل آیتم‌های اصلی و ردیابی سوابق آن فراهم می‌کند (Thakur et al., 2011; Storøy et al., 2013; Kassahun et al., 2014). تکنولوژی‌های حسگر برای ثبت اطلاعات مربوط به حالت شی در چرخه عمر مورد نظر استفاده می‌شوند. ممکن است شامل نظارت دما، اطلاعات میکروبیولوژی و دیگر پارامترهای کیفیت غذا باشد (Abad et al., 2009; Heising et al., 2013; Jedermann et al., 2014). نمایش داده و اطلاعات در اشیای مجازی قابلیت‌های پیشرفته‌ای را ورای ردیابی و پیگیری، مانند مدیریت انحراف کیفیت مواد غذایی، برنامه ریزی و برنامه ریزی مجدد و بهینه سازی عملکردها را اجازه می‌دهد (Verdouw et al., 2015). مجازی سازی، هوش (کامپیوتری) را به زنجیره اضافه می‌کند، برای مثال: هشدارهای زود هنگام در مورد حوادث مربوط مواد غذایی، زمان بندی مجدد انحراف از کیفیت غیرمنتظره مواد غذایی و شبیه سازی کیفیت محصول بر اساس شرایط محیطی نتیجه می‌شود.
این نوع مجازی سازی در مراحل اولیه زنجیره‌های تامین مواد غذایی رخ می‌دهند. نمونه‌های اولیه‌‌‌ای در شرکت‌های مواد غذایی وجود دارند که از ICT به صورت پیشرفته استفاده می‌کنند و با برنامه‌های کاربردی مجازی تست می‌شوند. برای مثال: ماهی تازه می‌تواند از کشتی‌های ماهیگیری در دریای باز در یک حراج مجازی فروخته شود و مستقیماً بعد ورود به بندر به مشتری نهایی منتقل شود. به هر حال، همچین مثال‌هایی تنها شروعی برای آنچه می‌تواند به یک انقلاب در صنعت غذایی تبدیل شود هستند. کاربرد وسیعی که از اپلیکیشن‌های اینترنتی آینده انتظار می‌رود این است که روش زنجیره‌های تامین مواد غذایی قبلی را تغییر دهد. تاکنون بیشتر تمرکز بر تکنولوژی‌هایی مانند شناسایی با استفاده از فرکانس رادیویی (RFID) و حسگرها بوده است، اما بر اینکه چگونه اطلاعات تولید شده می‌توانند برای کنترل در سطح زنجیره تامین استفاده شوند تمرکز نکردند. برای کسب حداکثر سود، نیاز است تکنولوژی‌ها به صورت متناسبی در زنجیره غذایی تعبیه شوند و با فرآیندهای کسب و کاری تنظیم شوند، که این مسئله تا به حال در پژوهش‌ها بررسی نشده است. به ویژه، مفهوم مجازی سازی مدیریت زنجیره تامین مواد غذایی نیاز است که بیشتر شفاف سازی شود.
این مقاله نقش مجازی سازی را در زمینه مدیریت زنجیره تامین مواد غذایی تحلیل می‌کند و یک معماری سیستم اطلاعاتی را برای پیاده سازی آن پیشنهاد می‌کند. اولین بخش زنجیره‌های تامین مواد غذایی مجازی از چشم انداز اینترنت اشیا مشخص می‌شود. دومین بخش معماری سیستم‌های اطلاعاتی را که برای پیاده سازی این مفهوم پیشنهاد شده است را توضیح می‌دهد. سرانجام، سومین بخش توضیح می‌دهد که چگونه معماری اعمال شود و در یک مطالعه موردی از زنجیره تامین ماهی اعتبار آن تایید می‌شود.
- متدلوژی
تحقیق بر اساس یک متدلوژی طراحی گرا است، که بر ساخت محصول مصنوعی هدفمند که مسائل حل نشده را بررسی می‌کنند و با توجه به سودمندی‌های ارائه شده در حل این مسائل ارزیابی می‌شوند تمرکز می‌کنند (March and Smith, 1995;Hevner et al., 2004). محصول مصنوعی طراحی توسعه یافته در این مقاله یک معماری سیستم اطلاعاتی برای مجازی سازی زنجیره‌های تامین مواد غذایی است. پژوهش‌های طراحی گرا معمولآ با سوال "چگونه" درگیر هستند، برای مثال، چگونه یک مسئله خاص با ایجاد محصول مصنوعی جدید حل می‌شود (March and Storey, 2008; van Aken,2004). استراتژی مطالعه موردی معمولآ بهترین تناسب را با این نوع سوال دارد، چرا که محصولات مصنوعی مسائل واقعی، تحت تاثیر عوامل زیادی هستند (van Aken, 2004). مطالعات موردی می‌توانند به پدیده پیچیده‌ای بپردازند، که نمی‌تواند خارج از زمینه جهان واقعی، و غنی مطالعه شود (Eisenhardt, 1989; Benbasat et al., 1987; Yin, 2002). در راستای هدف این مقاله، مورد باید استفاده پویا از مجازی سازی در مدیریت زنجیره تامین مواد غذایی را برجسته سازد، برای مثال، انتخاب ناهمگن بر اساس منطق تکرار نظری (Eisenhardt, 1989; Yin, 2002). بنابراین یک زنجیره تامین ماهی طوری انتخاب شده است که باید با قابلیت پیش بینی پایین تقاضای حمل و نقل و لغو رزرو در مراحل پایانی حمل و نقل مقابله کند. واحد تحلیل یک زنجیره تامین برای صادرات ماهی از نروژ به برزیل، و محموله‌های کانتینری از نروژ به بندر Rotterdam در هلند بوده است. شرکت‌های مورد نظر یک اپراتور کشتی کانتینر دار(شرکت کانونی)، یک بندرگاه، یک بارفرابران و یک اپراتور ترمینال هستند.
پژوهش در چهار فاز سازمان داده می‌شود: 1) بررسی ادبیات موضوعی، 2) تعریف نیازمندی‌ها، 3) طراحی و پیاده سازی، و 4) اعتبارسنجی.
در ابتدا، مجازی سازی زنجیره‌های تامین مواد غذایی به صورت مفهومی با شناسایی اشیا، فرآیندها، ذی نفعان، و روابطی که باید مجازی سازی شوند تعریف می‌شود. این روند بر اساس بررسی ادبیات موضوعی مجازی سازی، مدیریت زنجیره تامین، و صنعت مواد غذایی است.
