评估物联网在制造业可持续发展导向中的有效性的概念模型提案：环境和社会焦点.docx

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1、评估物联网在制造业可持续开展导向中的有效性的概念模型 提案：环境和社会焦点抽象科学文献显示，在对物联网（loT）与制造业可持续性之间关系的实证研究方面存在差距。木文旨在通过提出一种新的概念模型 （CM）来填补这一空白，该模型用于评估物联网技术相对于其面向社会环境可持续性和循环经济方法的有效性。开发CM的研 究方法遵循PRISMA协议，数据来自Web of Science （WoS）和Elsevier Scopus数据库，重点关注物联网与可持续制造之间 的关系。PRISMA方法产生了六篇文章，其陈述有助于CM的开展。这些陈述从选定的文章中进行识别，分类和组织，并分为 多个维度，即：物联网技术以及

2、环境和社会背景。CM整合了这些维度及其结构和指标，以支持评估物联网技术在社会环境可持 续性和循环经济方法方面的有效性。这项研究的结果是一个CM,其目标是指导组织使用应用于生产和供应链的物联网技术，以 便在可持续性和循环经济领域创造进步。CM将在下-份出版物中在制造业中得到验证和应用。本文有助于管理实践，因为它探 索了物联网，可持续性和循环经济方法背景下的绩效衡量和评估知识。关犍字:物联网;可持续制造;环境可持续性;社会可持续性;循环经济;概念模型;绩效计量和考核制度;生产过程;供应链1.引言个人，社会和政府正在推动制造业走向三重底线（TBL）,这与社会，经济和环境可持续性有关，旨在保护当代和子

3、孙后 代。可持续导向必须定义制造业的承诺，从经济可持续性的角度来看，环保流程，产品和服务的方法不再足够1。制造业可以分为离散的制造、流程和服务行业，包括从客户到工厂的活动，反之亦然，贯穿整个制造链。制造业对于维持 人类生活质量以及服务和产品交付至关重要，为世界经济做出了贡献。另一方面，从环境和社会可持续性的角度来看，考虑到 原材料和能源的消耗，温室效应，废物的产生，有毒物质的释放，漂浮塑料和产品报废的影响2,制造业对生态系统和工作条 件有重大影响。TBL是由Elkington在1998年发表的一篇文章中提出的网。作者认为，制造业应关注经济绩效（如衡量公司财务绩效）、 环境绩效（如最大限度地减少

4、环境浪费和提高资源有效消耗等方面）和社会绩效（与员工和社区福祉有关）之间的关系4.向TBL 开展制造业的方法被称为可持续制造（SM） 5。美国商务部在经合组织网站上提供的SM定义是：”制造过程最大限度地减少对环境的负面影响，节约能源和自然资源， 对员工，社区和消费者都是平安的，并且在经济上是合理的”6（第1页）。然而，经济合作与开展组织（经合组织）指出，SM 没有单一的共同定义。这是一种旨在降低任何制造操作中的业务风险并最大限度地利用其流程和产品改进所带来的机会的方法 70经合组织网站还提到，2011年推出了可持续制造工具包，旨在“为世界各地的企业提供一个切实可行的起点，以提高其生 产过程和产

5、品的效率，为可持续开展和绿色增长做出贡献”7（第1页）。由于制造业是生命，运输，娱乐，生产，平安和健康的所有商品的来源，SM是可持续开展的最重要问题之一2。SM的 实施取决于战略业务计划与社会，经济和环境可持续性之间的平衡保持一致，以实现其采用的真正利益。然而，公司的大局部 关注点都是金钱收益，而没有对环境保护和社会福祉的承诺5。尽管经济绩效仍然是公司的主要目标，但他们已经开始从可持续开展的角度认识到社会问题的重要性。出于这个原因，他 们采用具体的做法和措施，利用诸如客户管理，信息共享，透明度和可追溯性的实践，企业可持续开展报告，企业社会参与， 标准化和监测，生命周期评估，员工的福祉和公平，工

6、作稳定性，可持续供应商管理和合作伙伴的可持续开展等方法，从这个 角度获得竞争优势4。DimensionsComtrucUFactorsIOT Tecbnokcy IOT txpeutioo IOT TeloY Op*rement IOT Data loT Challenges loT Bu&rsMtinolofK 承 rct0fs 6xanM$EnWonmg 介 KalApproach Company Lnemcnt Performance Measurement PgtHoMORY Pafofmanc。Indgtors Implemenucion Erwiroftmenwl Susuinab

7、Uity Circular Emy PrxtissImprovement X Unsformlcon tmerconnectiofi of ptiyikal nd virtue space interreUtiomhip bwen the comply 4nd inteUijent constituent elemenU Management of data Manufactudng networlc Sh4rin informalion Ctrbon .mMonSocial Approach, Company ingwnont, PerfOfmnce Mexiurrmtnt Methodol

8、ogy, Porfornwic。Induton ImplemKiiadon $oboftiw networksOrviiton o( work fthicdl Hw,收m，n InttfrWAtionPackaggPMitioncnaiorbHWwWatttf6R strategyIwclng Now Jobs Safer wodtmgUrvHiploync图3,语句及其维度、结构和因素的综合。3.3.4.概念模型CM为文献中描述的当前技术状态提供了一种解释性方法，其中系统文献综述在建立知识方面发挥着关键作用。迭代和重复的综合过程产生了以下维度、结构、指标和指标定义（见表1、表2和表3）。表1

9、.物联网技术。表2,环保方法。表3.社会方法。4 .讨论监控和评估绩效的一种有效方法是引入符合公司战略意图的关键绩效指标（KPI） 25。与工业4.0技术一起应用的绩效 指标应该能够从外部环境中捕获本地环境和各种现象，并分析大量和各种数据26。在这方面，绩效指标在检测数据和规划信息 时应该是自主和异构的，以支持生产过程和供应链的管理26。物联网技术是工业4.0技术的一个例子，用于实现更智能的制造和性能测量。这被认为是工业的关犍一步27。物联网在 车间管理中的应用得益于这样一个事实，即该技术可以安装在有限的区域，例如生产线，存储区域或包装线上27。物联网技术通常用于监测工业中的环境条件，例如使用

10、低本钱传感器在生产设施内收集必要的数据，例如，“温度，湿度, 气压，空气质量（一氧化碳，液态石油气，烟雾），闪电和噪音”25（第286页）。应满足一些要求以使这些解决方案可行， 包括可伸缩性、适应性和本钱效益这三个约束。可扩展性是指对不同尺寸安装的适用性，以及随后对任何尺寸变化的调整。适 应性意味着系统应通过快速简单地更换所采用的传感器，根据生产区域的普遍环境条件轻松适应。另一个要求是本钱效益，例 如在工厂中使用通用传感器25。大多数公司仍然以金钱收益为目标，而没有承诺环境保护和社会福祉。生产系统中KPI的主要目的是提高质量和效率， 降低本钱和交货时间，并提高灵活性和盈利能力。对结果进行定量呈

11、现并与绩效目标进行比拟，以了解应如何提高工厂生产率 1司。一些研究人员正在应用ISA-95和ISO-22400标准作为开发和实施性能测量系统的支持，该系统分别涉及基于物联网的生 产性能模型13, 27,分别与制造工艺和性能指标公式的定义有关。ISO-22400定义了 KPI和子KPI及其公式、相应元素和收益的应用，从面向制造执行系统（MES）的35个KPI （一个软件包，将多个执行管理组件组合成单个集成解决方案，专注于车间操作的管理，如物料交付和消耗，以及生产进度27. 另一方面，ISA-95标准描述了车间层面的实体，其中信息技术和运营技术相互作用，在公司和控制系统之间开发了自动化接口 13o

12、在这方面，物联网设备在生产线上检测产品，其“时间”，“数量”，“位置”，“价值”和“状态”等数据被发送到MES。然后，这 些数据与生产绩效模型保持一致，该模型由实际设备，实际生产材料和实际消耗的材料的三个子局部组成27。CM有助于在商业环境中强调社会和环境可持续性之间的平衡，以实现在生产过程和供应链中采用可持续制造的好处;也 就是说，如前所述，它超越了对行业环境条件的监控。换句话说，CM关注减少或消除环境危害，以保护自然资源和员工/社区 福祉。CM的目标是评估战略在车间层面和相应供应链中的绩效，考虑物联网技术维度，环境可持续性维度和社会可持续性维度。例如，在物联网技术方面，CM旨在评估管理人员

13、和高层管理人员与物联网技术观点相关的观点，这会影响他们的物联网 实施目的。该公司在物联网技术创新方面的潜力在于其运营和供应链。该公司的“智能”和“响应能力”还在于其运营和供应链的物 联网技术之间的互连，这允许识别，选择，分析和管理有关潜在事件或实时响应问题的相关信息。因此，该公司在其运营内部 和整个供应链中有关物联网技术的数据流支持决策者并影响绩效衡量的实施。关于环境可持续性的维度，CM建议评估公司在自身运营和供应链中对环境可持续性与数字化转型之间关系的承诺。在这 个层面上，应该根据物联网技术，制定程序来衡量资源消耗（即水，原材料和能源的使用），6R的设计，副产品以及公司及其 供应链产生的污染

14、。数字技术（物联网技术）和环境方法作为综合实践必须存在，以减轻和/或消除资源消耗（水的使用，原材 料和能源），副产品和污染，并改善公司及其供应链的6R设计。关于社会可持续开展的维度，CM建议评估公司在其运营和供应链中对社会可持续性和数字化转型的承诺。它还涉及制定 程序来衡量与公司及其供应链中物联网技术实施相关的人为因素，以及评估与公司及其供应链中实施物联网技术相关的人为因 素。数字技术（物联网技术）和社会方法作为综合实践增强了公司及其供应链中的人为因素。最后，物联网技术维度与影响相关指标结果的环境和社会可持续性维度直接相关。此外，这些指标必须与生产过程和供应 链中面向生产力类别的KPI保持一致

15、。例如，我们参考ISA-95和ISO-22400标准，经济可持续性，向三重底线（TBL）的转变 和循环经济方法。5 .理论和管理贡献本文有助于以下方面的科学文献：在可持续开展和循环经济范围内对工业4.0绩效的测量和评估。物联网技术在接近循环经济方面对投入减少，消费，再利用，回收，回收以及废物和减排等主题的影响。探索组织内部的优势和挑战，了解如何在其运营和供应链中实施和采用物联网以及环境和社会可持续性。本白皮书有助于以下方面的业务和管理环境：CM,它应该帮助组织参与评估物联网技术的有效性，重点是社会环境可持续性。*关注社会环境可持续性，这可能导致新的或修订的措施，以改善组织的可持续开展绩效。第6

16、章研究的局限这项研究的局限性在于CM没有得到验证，没有被用作评估现实世界的管理工具，也没有作为试点研究应用。7.对未来研究的建议对未来研究的建议是双重的，因为它们可以减轻本文的一些局限性，但也提供了新的和令人兴奋的研究途径，如下所示：根据Jabareen 15（第54页）的说法，CM的验证是为了证明“拟议的框架及其概念是否不仅对研究人员而且对其 他学者和从业者有意义（是一个从研究人员开始的过程，然后研究人员在局外人中寻求验证”。研究者可以通过 德尔菲方法等共识方法接收专家意见（“局外人”）的反应，新见解和评论，以“收集尚未有经验证据支持未来决策或行 动的主题的普遍共识;通常，这些话题是模棱两可

17、或有争议的“28（第663页）。Delphi方法在从其他方法获得共识 方面具有优势，因为“它消除了面对面会议中可能发生的偏见和影响，因为受访者应保持匿名，（整个响应组对每 个工程的排名有助于使最终结论比单个会议更可靠，（.）不需要指定的会议时间”28（第666页）。将这些声明转化为管理工具，以评估物联网技术是否面向制造业的社会环境可持续性和循环经济方法。管理工具可以 是使用五点Likert量表的问卷，通过在线平台SurveyMonkey和/或访谈。结果应有助于管理实践，作为面向可持续 性和循环经济方法的物联网技术的规划和实施的投入。此外，这些结果有助于科学学术环境，因为需要对诸如数字化 转型对

18、环境和社会可持续开展领域的影响，组织绩效与环境可持续性实践数字化之间的关系以及与制造业可持续开展 支柱相结合的数字化转型战略进行实证研究。该管理工具在针对特定工业部门的试点研究中的应用，以调查例如特定部门中小型，中型和大型组织中物联网的社会 环境有效性的差异。事实上，可持续制造中使用的技术增强了可持续性，并代表了对环境，社会和经济前景的最积极贡献2。在最近的文献 背景下，物联网、大数据、分析以及人工智能等数字技术使工业4.0的出现成为可能，被视为可持续制造实践和可持续开展绩 效的促进者8, 9, 10。另一方面，8, 9, 10中的作者也强调了一些环境和社会可持续性的差距。只有少数同行评审文章

19、从可持续开展的角度探讨了工业4.0,突出了诸如环境可持续制造的关键成功因素，为可持续工业 4.0制定框架，数字化和循环经济以及云制造作为可持续制造的替代方案等主题10,一些涉及数字技术（物联网，云计算，大 数据和分析）与可持续性之间关系的研究得出的结论不一致，主要是在环境可持续性方面，因为它们大多基于定性观点9。缺乏关于每种工业4.0技术对循环经济方法的影响的研究，涉及诸如投入减少，消费，再利用，回收，回收，回收以及减 少废物和减排等主题8。止匕外，研究人员应该使用开放式或多项选择的研究问题来探索组织内的好处和挑战，这些问题涉及如 何在供应链中实施和采用物联网（loT）,捕捉直接参与物联网采用

20、和运营的从业者的实践见解11。未来的工作应该通过应用 物联网和可持续智能制造，废物价值化，循环供应链管理，零浪费，可持续制造和/或废物管理等术语来限制数据收集，针对特 定的工业部门12。缺乏与工业4.0相关的绩效测量的知I识，出版物数量有限13。因此，本研究旨在通过提供一个概念模型（CM）来填补这些空白，该模型的目标是评估物联网导向在制造业运营和/或其 供应链中对环境和社会可持续性的有效性。在这方面，要讨论的研究问题涉及与物联网，社会环境可持续性和循环经济相关的 科学文献如何有助于CM在绩效衡量和评估方面的开展。CM是通过科学文献的主张开发的，这些文献讨论了物联网技术对环境和社会可持续性的作用

21、的有效性。CM考虑了当前 绩效水平与必须实现的目标和必须如何实现的目标的关系，以及己经评估的内容和未评估的内容，一般而言，没有根据明确定 义的目标来衡量绩效，正如Melnyk的调查所强调的那样14。评估的目的是帮助组织让员工参与实现物联网技术的性能。该评 估侧重于环境和社会可持续性，鉴于可能导致确定新措施的动态和动乱环境，不应包括对如何实现这些目标的许多限制14。因 此，评估面向业务环境中可持续开展的进展和成功。本文有助于了解与物联网技术对生产运营和供应链中的可持续性和循环经济方法的影响相关的绩效测量和评估。CM应帮 助组织让员工参与物联网技术有效性的评估和衡量，重点是社会环境可持续性和循环经

22、济。本文的组织结构如下。第2节描述了开发与“物联网和可持续制造”相关的CM的研究方法。第3节将结果作为PRISMA 所选来源的映射（系统审查和荟萃分析的首选报告工程），所选来源的陈述的分类，陈述和CM本身的综合。第4节对结果进 行了讨论。第5局部介绍了理论和管理贡献，第6局部揭示了研究的局限性，第7局部提出了一些未来研究的建议。第2章调查手法本研究的作者成认，“概念模型”的含义来自“概念框架”（CF）的定义，它与相互关联的概念的“网络”有关，共同提供了对 现实生活现象的全面理解。作为概念框架一局部的概念相互支持，并说明了它们各自的现象15。Jabareen15提出了概念框架 的主要特征。当CF

23、包含评估“现实世界”的方法学假设并使用变量或因素时，CF被称为概念模型（CM） 15。该研究提出了一个CM,其中包含评估“现实世界”的方法论假设，包括结构，因素，指标及其定义，重点关注物联网技术 对可持续制造（环境和社会可持续性）的有效性。CM的开展遵循了改编自Jabareen的方法，如下所示15：所选来源的映射：应用PRISMA过程进行系统的文献综述，重点关注物联网和可持续制造（环境和社会可持续性）， 并确定与经验事实和实践相关的内容或陈述。对所选源进行分类:2. 1通过阅读所选文献并将内容分类为维度和每个维度的代表性结构，对所选 内容进行广泛阅读和分类。2. 1. 1识别和命名概念：审查选

24、定的内容，允许概念从文献中出现。2. 1.2解构和分类概念：确定概念的主要属性，特征，假设和作用，然后根据其 特征对其进行组织和分类。2.2概念的整合：整合和分组与新概念相似的概念，操纵概念以给出合理的数 字。合成，再合成和有意义：进行迭代过程，包括重复合成和再合成，直到研究人员认识到有意义的CM。1. Mapping the selectedsources (PRISMA)2. Categorizing the selectedsources2.1 Extensive reading and categorizing of the selected contents2.1.1 Identif

25、ying and naming concepts2.1.2 Deconstructing and categorizing the concepts2.2 Integratingconcepts3. Synthesis, resynthesis, andmaking it all make sense图1.CM开发方法。3.结果映射所选源:PRISMA符合CM设计条件的出版物通过系统文献综述，使用PRISMA流程（系统评价和meta分析的首选报告工程）进行映射16。 PRISMA采用结构化和明确的方法，分为以下阶段：（1）识别阶段，（2）筛选阶段，（3）资格阶段和（4）纳入阶段，以识 别，选择

26、和批判性地评估相关研究。主要好处是尽量减少偏倚，因为这会使评价难以进行和解释。Malek和Desai的文章5提供了一个系统的文献综述，以映射与可持续制造相关的文献。这些作者采用术语（“可持续制 造”或“可持续生产”或“可持续运营”）作为选择出版物的关键词。在他们的工作之后，这项研究考虑了 Web of Science （WoS） 和Elsevier的Scopus数据库的相同关键字，以确保识别有关可持续制造的高质量科学文章。WoS和Scopus的研究于2022 年4月14日进行。3.1.1. 识别阶段这些文章是通过WoS和Scopus数据库识别的。搜索始于WoS和Scopus,在“TOPIC”或

27、“TITLE-ABS-KEY”（“可持续制 造”或“可持续生产”或“可持续运营”）和（“物联网”）中确实切短语，分别产生82 （八十二）个文档和416 （四百一十六）个文档。3.1.2. 筛选阶段对文件类型作了进一步的改进，以保持本研究的质量，包括期刊文章、早期访问和综述，而不界定出版物年份的范围，只 考虑英文文章。这些标准的应用产生了 51 （五十一）条（WoS）和275 （二百七十五）条（Scopus） o通过考虑WoS的主题类别进行了进一步的改进。因此，这一阶段产生了 26篇（二十六篇）文章，因为以下类别被排除 在外：农学;农化学分析;化学多学科;电化学;能源燃料;工程化学;工程电气电子

28、;工程机械;食品科学技术;仪器仪表;材料科学多学 科;数学;数学跨学科应用;物理学应用;电信。选择的类别和各自的文章数量分别是自动化控制系统（1）,计算机科学跨学科应用 （4） , _程环境（4） , _程工业（6） , _L程制造（9）,环境科学（10）,环境研究（5）,绿色可持续科学技术（9）,管 理（2）,多学科科学（1）和运筹学管理科学（7） o通过考虑Scopus主题领域进行了进一步的完善。因此，这一阶段产生了 80 （八十）篇文章，因为以下类别被排除在外: 农业和生物科学;艺术与人文;生物化学、遗传学和分子生物学;化学工程;化学;决策科学;地球与行星科学;经济学、计量经济学和 金融

29、学;能源;卫生专业;材料科学;数学;医学侈学科;物理学和天文学;心理学;社会科学。选定的类别和各自的文章数量是商业，管 理和会计（7）,计算机科学（54）,工程（55）和环境科学（6）。资格阶段对摘要进行了检查。最后一个改进标准适用于文章的摘要，其中选择基于与“生产过程”和“环境-社会”可持续性相关的文 章。从WoS开始，此步骤生成了 5 (五)篇完整阅读的文章。然而：两篇文章被丢弃：一篇与生命周期评估(LCA)有关，另一篇与精益制造和医疗保健有关。这两个主题都不在这项工 作的范围之内。从SCOPUS中，此步骤生成了 11 (11)篇完整阅读的文章。然而：三篇文章是WoS中文章的重复。如前所述

30、，其中两个被丢弃，Li等人的文章17被选为研究的贡献。研究中没有考虑五篇文章。两篇文章被丢弃，因为一篇涉及制造过程建模，另一篇那么脱离了行业背景。一篇文章不是 免费的，另一篇文章建议为实施工业4.0的公司设计一个商业成熟度计划。最后，另一篇文章重点介绍了制造弹性和 可持续性。3.1.4. 包含阶段应选择合适的全文，以促进研究的定性综合。共选择了 6 (六)篇文章，为制造组织的CM设计做出了贡献。PRISMA结果如图2所示。$( OPUS docfesuK5WoSdo(umeM 侔3心92 publDom 心借 died throMgti USase $c*rctMr(Wo5RMtned by

31、TOPK (*Su$taiAiiM Manufactuhg* OR 就和 zbWPfoducton*OR *Ss3zbgOporM9n 门 ANDimrnt otthings*)92 publDom 心借 died throMgti USase $c*rctMr(Wo5RMtned by TOPK (*Su$taiAiiM Manufactuhg* OR 就和 zbWPfoducton*OR *Ss3zbgOporM9n 门 ANDimrnt otthings*)416thfoufh辑SMChiN (SCOVSJSvsuzbie Pcodvaicn* X *SswzWe Opr “8n and

32、EeryofmingT)Ajq石-等0Ajq石-等0$1 publk*2m Rfirl by LANGUAGE ( Enghsh) A WOOCUMENTS TYP | artKies 8 early mc55 OR rewewarttdei)2 publtGMicm5 publications were notcomiOer*don researchSO pubiktioM fiefir%ed byAre of SCOPUS11 publicjtiom o *pc eduction PT. wmi 田 My I。re皿m g”2K pvblk44oHRefrdtry(LANGUAGE r B

33、nghH AND (UMIT- T0( OOCTY /artKle-) OH LIMlf TO( DOCTW图2.PRISMA工艺：(1)鉴定阶段；(2)筛选阶段；(3)资格阶段；(4)包涵阶段。从经验的角度来看，选定的来源支持对工业4.0技术和可持续制造缺乏全面理解，这从他们对未来研窕的建议中可以看出, 例如，开发一个模型来同时评估可持续性方面和工业4.0的能力18,组织绩效与环境可持续性实践数字化之间的关系。9,探 索使能技术对开展中国家制造业可持续开展支柱的影响20,并研究工业4.0新兴技术领域对可持续制造业的影响21。32对所选来源进行分类对所选来源进行分类的阶段是在Cavalieri

34、研究的支持下开发的22, 23。PRISMA方法产生了六篇文章，其中的陈述与有关物联网，社会环境可持续性和循环经济方法的经验事实和实践有关。这些陈述根据其属性被识别、分类和组织为维度和代表性结构，然后分组到指标评估的因素中，如下所示：维度：要评估的三个主要维度是物联网技术，环境方法和社会方法。构建:物联网技术的七个结构是：物联网期望，物联网技术能力，物联网技术集成，基于物联网的流程管理，物 联网数据，物联网挑战和物联网障碍。环境方法的四个结构是：公司参与，绩效衡量方法，绩效指标实施以及环境可持续性和循环经济实践。社会方法的四个结构是：公司参与，绩效衡量方法，绩效指标实施和社会可持续性实践。指标

35、要评估/衡量的因素，这些因素应符合与结构相关的陈述及其定义。33综合和再合成:陈述及其维度、结构和因素语句的集成和分组过程导致维度和构造根据其属性进行分类和组织。所选文章的陈述按以下方式组织和分组：loT技术物联网技术期望最高管理层选择实施物联网技术，是因为人们期望它在数字化世界中是有益的，或者因为物联网技术被视为改进的推动者 或转型的代理人，在整个组织中永久表现出冲击波19。物联网技术能力物联网技术支持管理生产过程中的大量数据集合以及数据分析和数据挖掘17,作为用于海量数据存储，检索，处理和分 析的发杂而先进的技术设备18。通过云传输大量数据后，完成数据分析并生成有用的信息20,可用于指导生

36、产决策17。物联网技术的使用通过公司的智能构成元素（例如智能产品，智能设施（传感器，数据存储设备，软件），物理实体（零 件，机械）和网络组件（接口，有线和无线网络协议）之间的相互关系，使智能制造的开展成为可能17.复杂的制造网络通 过内部业务部门的整合（垂直整合）和/或公司与供应链之间的整合（水平整合）来支持实时管理17。物联网技术集成“智能工厂”使用平台和应用程序等信息和通信技术将生产区域与其他公司部门，分销商和客户集成，从而产生更透明的供 应链21。数据分析、机器学习和人工智能促进了物联网技术实现的工业过程的数字化和互联化21。机器可以进行交易和交互, 以重新配置自己以适应生产的动态性质，

37、并且新的智能系统以兼容的方式与现有系统集成18。整个工厂可以无线互连、监测和 控制20 ,生产过程由网络物联网技术支持，用于数据收集，交换和分析18。在公司内部的不同子系统之间建立采用物联网技术的 智能网络连接，包括传感器，执行器控制，管理和制造区域（垂直整合），供应链中的不同公司可以共享和交换信息（水平集 成）。此外，从客户需求和产品设计到产品维护和回收（端到端集成）的整个产品生命周期中，可以建立不同的产品导向（或 包装）流程18。基于物联网的流程管理*物联网技术通过在供应链内共享信息和协作来增强合作。它们通过数据收集支持对生产过程的监测和控制，通过大数据分 析为制定业务决策提供参考，允许获

38、取和共享信息以促进人与物之间的协作17。物联网技术还用于通过从供应链中的所有节点获取实时信息来了解供应链的状态。此外，物联网技术促进了物理和虚拟空 间的互连（广泛部署了嵌入计算，识别，通信和传感功能的分布式设备）17。物联网数据物联网技术通过来自客户关系管理、仓储管理、生产管理和供应链的高质量数据支持决策，同时考虑涵盖整个产品生命周 期和整个公司运营的一系列互联流程17。*物联网挑战公司可能会在“智能物体”的识别和传感实施方面遇到困难。传感技术包括射频识别（RFID）、无线传感器网络（WSN）、 近场通信（NFC）和蓝牙技术（BT）。此外，收集数据以识别嵌入在计算和通信资源中的“智能对象存在困

39、难，并且由于“智能 对象”的数量众多，异构和动态，因此在管理中存在问题17。通过网络技术传输数据被认为是公司决策者的一个问题。通过网络技术进行数据传输的全面操作需要寻址，路由，端到端 传输，网关和流量表征。网络技术依赖于有线技术、无线技术、蜂窝网络和卫星通信技术17。物联网障碍存在组织、技术、政府和生态系统成熟度障碍20。组织障碍包括缺乏高级管理支持系统，高层管理系统的抵抗，对数字 革命的低认知，对技术的风险投资，数字战略的不可用，基于数据的服务系统的不可用以及生产规模的波动。技术障碍包括技 术本钱高，40标准不可用，数据平安系统不可用，IT水平低，IT基础设施和服务中心不可用以及要生产的零件

40、数量。政府和 生态系统成熟度的障碍包括缺乏政府政策，缺乏政府的支持，制造业的成熟度低，没有技术生态系统以及缺乏该领域的顾问和 培训师。环境方针公司参与环境挑战和对可持续性的关注是公司在制定战略时考虑的关键问题21。可持续制造实践的可靠定义培养了公司及其供应 链之间以及公司与其客户之间的可持续开展意识18。环境可持续性原那么应纳入公司的商业模式，以帮助他们了解环境可持续性 举措是否可以带来更好的绩效，而不管社会责任方面如何19。一个集成的智能和可持续的商业模式可以基于公司特定的战略18,关于环境可持续性与数字化转型之间的关系19。数 字技术为组织提供了开发以环境为中心的新商业模式的机会，并结合了

41、数字化转型所证明的环境可持续实践19,例如，公司可 能依靠物联网来执行与减少碳排放和尽量减少丢弃到环境中的固体废物相关的可持续业务实践19。数字化转型是高层管理层讨论的热门话题，关于环境可持续性实践如何成为战略决策过程的一局部19。消费者需要“环保” 产品，企业通过工业4.0技术感知新的商业可能性21。绩效衡量方法数字技术用于开发“可持续和智能制造”的新性能测量方法18。物联网制造的可持续性绩效应遵循环境可持续性评估指标 的指南和标准，这些指标应由员工商定18。现有的工具和方法为“环境可持续性和智能制造”建立了可靠的方法18。数据驱动的智能算法侧重于可持续制造、可持续 供应链以及可持续产品报废

42、和生命周期评估18。不同类型的传感器导致制定特定的性能标准，以减轻对环境的负面影响，而不 会损害竞争力21。绩效指标实施由数字技术驱动的清洁制造工艺可以在不损害环境的情况下降低本钱，也不会对生态系统产生负面影响19。从经济、环境和社会的角度来看，智能业务流程依赖于更清洁、更可持续的机制，可以同时提供几种有利条件，例如可以 降低运营本钱，提高盈利能力和车间员工平安性，并减少业务对环境的影响19。.此外，从经济和环境的角度来看，它们可能 提供更高的生产率，有效利用资源，减少二氧化碳（CO2）的排放和废物减少20。物联网代表了推动可持续制造的机会，能够利用环保，丰富和当地可用的资源18。物联网支持从

43、工业过程收集和分析所 有类型的数据，轻松帮助防止不必要的制造步骤21。物联网技术使公司能够改善流程对环境的影响，消除整个价值链中的浪费， 增强可持续消费，消除丢弃到环境中的有害废物19,减少车间的废料20,并有助于减少原始资源的进入，废物的产生18, 21 和CO2排放20 o物联网技术允许的流程互连导致性能指标的开发增加21。该公司从物联网中获得更高质量的数据，以支持决策者从生产 管理中获得有关原材料，能源消耗，水消耗，水废物，固体废物，副产品17,包装使用21和空气污染19等主题的信息，并 且材料的消耗减少导致对自然资源的依赖减少20。通过物联网技术提高数据监控的精度，可以降低功耗20,

44、21o另一方面，数据中心消耗大量能源和资源，对环境产生负 面影响，正如物联网技术所监控的那样24。由于电气设备所需的材料，与工业4.0相关的额外环境责任测量，这些材料有时稀 缺，可能需要密集的提取和处理工作，这可能会抵消工业4.0环境的环境优势18。环境可持续性和循环经济实践数字技术被用来开发应对废物的新方法19。物联网技术提高了 6R设计的制造过程效率（“减少”，“再利用”，“回收”，“回 收”，“重新设计”和“再制造”），以节省自然资源18, 20o在改善资源的经济和生态流动方面，物联网技术通过重复使用原材料、 共享原材料、再利用废物、共享废物来实现公司利益相关者之间的协作和伙伴关系21,

45、并允许在再制造过程中重新利用材料20. 工业4.0技术在需要时协助供应商采购原材料（按需提供原材料或半成品生产材料）24。采用不同类型的传感器可以提高操作的透明度，从而为流程增加智能，以减轻对环境和整个供应链的负面影响，从而减少 整个链条上产生的损失21物联网支持信息和通信技术，例如在“智能车间”中使用的平台和应用程序，有助于减少能源消耗， 固体废物，包装的使用，副产品21,原材料的使用，水的消耗和水的浪费17。这些技术用于将生产区域与分销商和客户集成， 有助于减少浪费，能源和包装的使用21。物联网传感器提供实时监测信息，以改善空气质量19。物联网技术的利用确保了能源供应商、公司和市场需求之间

46、的动态互联，从而实现更好的能源管理18。通过智能设备进 行持续监控，通过使用实时问题解决来提高对能耗的可见性和意识21。社会方法公司参与系统集成促进了公司不同层面之间（以及制造工厂之间的沟通），从而支持了公司价值观和企业文化的开展和实力21。数字文化以及相关的培训对公司来说可能是一个挑战20,特别是在工业4.0实施的早期阶段。许多人担忧数字解决方案 和数字技术可能导致失业20。一些员工由于对数字技术的了解缺乏而失去了工作20, 一些员工损坏了传感器和接口设备或拒 绝遵循说明20。另一方面，公司开发了数字技术解决方案，以解决机器取代人类引起的职业可.持续性问题18,并确保更平安 的工作场所，从而减少工作场所事故，提高员工士气，并使工作更轻松20。数字技术的使用增加创造了具有不同特征的新工作20,其中主要挑战是找到并留住有创造力的人和具有强大分析能力的 人20。随着数字技术的动态开展，培训使员工保持最新状态20。绩效衡量方法应该有一个指导方针来确定智能产业在社会可持续性方面的表现18。现有的工具和方法应该为“社会可持续性和智能制 造”建立可靠的方法，以及公司商定的关于物联网技术实施的标准社会可持续性评估指标，如Sartal21在环境可持续性方面所提 到的。绩效指标实施