DOI: https://doi.org/10.1007/s43621-025-01252-3
تاريخ النشر: 2025-05-14
المؤلف: Abderahman Rejeb وآخرون
الموضوع الرئيسي: البيانات الضخمة وذكاء الأعمال
نظرة عامة
تقدم هذه الدراسة تقييمًا شاملاً للصناعة 5.0، حيث تعالج فجوة معرفية كبيرة من خلال دمج الأبحاث الحالية لتوضيح طبيعتها المعقدة. باستخدام تحليل الكلمات المشتركة ونمذجة BERTopic على مجموعة بيانات تتكون من 933 مقالة علمية من Scopus، نُشرت بين عامي 2016 و2024، تحدد الأبحاث الأنماط الرئيسية ودمج التقدم التكنولوجي مع استراتيجيات تركز على الإنسان. تؤكد النتائج على التأثير التحويلي للتقنيات مثل الذكاء الاصطناعي (AI)، والأنظمة السيبرانية الفيزيائية، وبلوك تشين على الكفاءة التشغيلية، والأمان، والاستدامة. تؤكد الدراسة على ضرورة دمج هذه التقنيات في العمليات الصناعية لتعزيز بيئات مبتكرة، ومنتجة، واستجابة لاحتياجات الإنسان.
تكشف التحليلات الموضوعية عن خمسة تجمعات رئيسية ضمن أبحاث الصناعة 5.0. يركز التجمع الأول على التعاون بين الوكلاء البشريين والأنظمة الآلية، مما يبرز التحول نحو التعاون بين الإنسان والروبوت وممارسات التصنيع المستدامة. يؤكد التجمع الثاني على دور التقنيات الناشئة مثل 6G وبلوك تشين في تعزيز الاتصال والأمان. يستكشف التجمع الثالث تقاطع التحول الرقمي والاستدامة، داعيًا إلى ممارسات صناعية مسؤولة. يفحص التجمع الرابع التأثيرات الثورية للصناعة 5.0 عبر مختلف القطاعات، بينما يناقش التجمع الخامس أنظمة التصنيع الذكية التي تستفيد من اتخاذ القرارات في الوقت الحقيقي. بشكل عام، توضح الدراسة مشهد الصناعة 5.0 المتقدم تكنولوجيًا الذي يدمج التصميم الموجه نحو الإنسان مع الاستدامة، مقدمة رؤى قيمة للبحوث المستقبلية والتطبيقات العملية في السياق الصناعي المتطور.
مقدمة
تستعرض المقدمة التقدم التاريخي للثورات الصناعية، مصنفة إياها إلى مراحل متميزة. بدأت الصناعة 1.0 في عام 1784 مع تقديم النول الآلي من قبل إدموند كارترايت، الذي بدأ الإنتاج الميكانيكي المدعوم بالماء والبخار، مما حول صناعة النسيج بشكل كبير. وقد شكل هذا تحولًا محوريًا في عمليات التصنيع. بعد ذلك، ظهرت الصناعة 2.0، التي تميزت باستخدام الكهرباء لتحسين تقنيات الإنتاج الضخم، مما أثر بشكل خاص على قطاع السيارات. تؤكد هذه المعالم على تطور الممارسات الصناعية وتأثيراتها العميقة على مختلف الصناعات.
الطرق
تستقصي منهجية البحث المستخدمة في هذه الدراسة الصناعة 5.0 من خلال دمج مبتكر لتحليل الكلمات المشتركة وتقنيات نمذجة الموضوعات. تم تصميم هذا النهج لتعزيز دقة التحليل من خلال تحديد الموضوعات الرئيسية ومجالات البحث التفصيلية ضمن مجال الصناعة 5.0 بشكل منهجي. تقليديًا، تم استخدام تحليل الكلمات المشتركة ونمذجة الموضوعات بشكل مستقل؛ ومع ذلك، تشير الاتجاهات الحديثة إلى تحول نحو تطبيقهما معًا لاستكشاف أكثر شمولية للحقول الأكاديمية.
في هذه الدراسة، يتم استخدام تحليل الكلمات المشتركة لتحديد الموضوعات الشاملة، بينما يتم استخدام نمذجة BERTopic لفحص مجالات البحث المحددة بعمق. تسهل هذه المنهجية المزدوجة فهمًا شاملاً لنطاق واتجاهات الصناعة 5.0 الحالية، مما يساهم في تقديم رؤى قيمة للنقاش الأكاديمي المحيط بهذا المجال الناشئ.
النتائج
تسلط نتائج هذه الدراسة الضوء على اكتشافات مهمة تتعلق بالمنظر الموضوعي للصناعة 5.0، كما تم تحليله من خلال نمذجة BERTopic. الموضوع السائد الذي تم تحديده هو “الاستدامة والتطوير التكنولوجي في المجتمع 5.0″، الذي يشكل حوالي 43% من مجموعة الأدبيات. بعد ذلك، تمثل “التقنيات الرقمية والتصنيعية الموجهة نحو الإنسان” حوالي 32%. تصنف الأبحاث المخرجات إلى عدة مواضيع، حيث يكون الموضوع 3 هو الأكثر شيوعًا، بينما يمثل “المفاهيم العامة للصناعة 5.0 واللوجستيات” 13%. تساهم المواضيع 0 (“تحسين الشبكة والاتصالات”) و1 (“بلوك تشين والأمان في الصناعة 5.0”) معًا بحوالي 9%، ويشكل الموضوع 2 (“تعلم الآلة واكتشاف تهديدات الأمان”) النسبة المتبقية 3%.
تكشف الدراسة أيضًا عن وجود ترابط قوي بين المواضيع 0 و3 و4، بينما تحافظ المواضيع 1 و2، على الرغم من كونها أكثر عزلة، على علاقة وثيقة مع بعضها البعض. يتم دعم هذا الترابط بصريًا من خلال خريطة المسافة بين الموضوعات، التي توضح العلاقات والاختلافات بين الموضوعات المختلفة. تؤكد النتائج على المساهمات المتطورة في هذا المجال، مما يبرز أهمية الاستدامة ودمج التكنولوجيا في الصناعة 5.0.
المناقشة
تؤكد قسم المناقشة في الورقة على الحاجة الملحة لاستراتيجيات موجهة نحو الإنسان والابتكار المفتوح في سياق الصناعة 5.0، والتي تم تسليط الضوء عليها بشكل خاص خلال جائحة COVID-19. تحدد فجوة كبيرة في منهجيات البحث الحالية، التي تعتمد بشكل أساسي على تقنيات الببليومترية التقليدية التي تفتقر إلى القدرة على تقديم رؤى كمية وسياقية متكاملة. يجادل المؤلفون بأنه بينما تُستخدم طرق مثل تخصيص ديريشليت الكامن (LDA) وتحليل المصفوفة غير السالبة (NMF) بشكل شائع لنمذجة الموضوعات، فإنها تفشل في التقاط العلاقات الدلالية الدقيقة الضرورية لفهم الطبيعة متعددة التخصصات للصناعة 5.0. لمعالجة هذه القصور، تستخدم الدراسة نهجًا مزدوجًا يجمع بين علم المكتبات مع التحليل الموضوعي ونمذجة BERTopic، التي تستفيد من تضمينات قائمة على المحولات لتقديم تمثيل أكثر ديناميكية ووعيًا بالسياق للموضوعات.
تهدف الأبحاث إلى رسم خريطة المشهد الأكاديمي للصناعة 5.0 من خلال تحديد الموضوعات الرئيسية، والأنماط، وترابطها، مما يوفر رؤى حول الاتجاهات الناشئة وتوجهات البحث المستقبلية. تكشف نتائج الدراسة أن الصناعة 5.0 تدمج التقدم التكنولوجي مع جهود الاستدامة، مما يظهر كيف يمكن أن تعزز التقنيات الناشئة مثل الروبوتات التعاونية، والذكاء الاصطناعي الأخلاقي، والاتصال 6G نظام تصنيع موجه نحو الإنسان وصديق للبيئة. من خلال تصنيف الأبحاث الحالية بشكل منهجي وتسليط الضوء على المجالات غير المستكشفة، تساهم الدراسة في النقاش النظري حول الصناعة 5.0 وتقدم إرشادات عملية لأصحاب المصلحة في التصنيع وصنع السياسات لتبني ممارسات مبتكرة ومستدامة. لا تعزز المنهجيات المستخدمة فقط قوة النتائج ولكنها تسهل أيضًا فهمًا شاملاً للمشهد المتطور لأبحاث الصناعة 5.0.
DOI: https://doi.org/10.1007/s43621-025-01252-3
Publication Date: 2025-05-14
Author(s): Abderahman Rejeb et al.
Primary Topic: Big Data and Business Intelligence
Overview
This study provides a comprehensive evaluation of Industry 5.0, addressing a significant knowledge gap by synthesizing existing research to elucidate its complex nature. Utilizing co-word analysis and BERTopic modeling on a dataset of 933 journal articles from Scopus, published between 2016 and 2024, the research identifies key patterns and the integration of technological advancements with human-centered strategies. The findings underscore the transformative impact of technologies such as artificial intelligence (AI), cyber-physical systems, and blockchain on operational efficiency, security, and sustainability. The study emphasizes the necessity of incorporating these technologies into industrial processes to foster environments that are innovative, productive, and responsive to human needs.
The thematic analysis reveals five primary clusters within Industry 5.0 research. The first cluster focuses on the collaboration between human agents and automated systems, highlighting a shift towards human-robot cooperation and sustainable manufacturing practices. The second cluster emphasizes the role of emerging technologies like 6G and blockchain in enhancing connectivity and security. The third cluster explores the intersection of digital transformation and sustainability, advocating for responsible industrial practices. The fourth cluster examines the revolutionary effects of Industry 5.0 across various sectors, while the fifth cluster discusses intelligent manufacturing systems that leverage real-time decision-making. Overall, the study illustrates a technologically advanced Industry 5.0 landscape that intertwines human-centric design with sustainability, offering valuable insights for future research and practical applications in the evolving industrial context.
Introduction
The introduction outlines the historical progression of industrial revolutions, categorizing them into distinct phases. Industry 1.0 began in 1784 with the introduction of the power loom by Edmund Cartwright, which initiated mechanical production powered by water and steam, significantly transforming the textile industry. This marked a pivotal shift in manufacturing processes. Following this, Industry 2.0 emerged, characterized by the utilization of electricity to improve mass production techniques, particularly influencing the automotive sector. These milestones underscore the evolution of industrial practices and their profound effects on various industries.
Methods
The research methodology employed in this study investigates Industry 5.0 through an innovative integration of co-word analysis and topic modeling techniques. This approach is designed to enhance the precision of the analysis by systematically identifying key themes and detailed research areas within the Industry 5.0 domain. Traditionally, co-word analysis and topic modeling have been utilized independently; however, recent trends indicate a shift towards their combined application for a more comprehensive exploration of academic fields.
In this study, co-word analysis is utilized to identify overarching themes, while BERTopic modeling is employed to examine specific research areas in depth. This dual methodology facilitates a thorough understanding of the scope and current trends in Industry 5.0 research, thereby contributing valuable insights to the academic discourse surrounding this emerging field.
Results
The results of this study highlight significant findings regarding the thematic landscape of Industry 5.0, as analyzed through BERTopic modeling. The dominant theme identified is “Sustainability and technological development in Society 5.0,” which comprises approximately 43% of the literature corpus. Following this, “Human-centric digital and manufacturing technologies” accounts for around 32%. The research categorizes outputs into several topics, with Topic 3 being the most prevalent, while “General Industry 5.0 concepts and logistics” represents 13%. Topics 0 (“Network and communication optimization”) and 1 (“Blockchain and security in Industry 5.0”) together contribute about 9%, and Topic 2 (“Machine learning and security threat detection”) makes up the remaining 3%.
The study also reveals strong interconnections among Topics 0, 3, and 4, while Topics 1 and 2, although more isolated, maintain a close relationship with each other. This interconnectedness is visually supported by an inter-topic distance map, which illustrates the relationships and distinctions among the various themes. The findings underscore the evolving contributions to the field, emphasizing the importance of sustainability and technological integration in Industry 5.0.
Discussion
The discussion section of the paper emphasizes the critical need for human-centered strategies and open innovation in the context of Industry 5.0, particularly highlighted during the COVID-19 pandemic. It identifies a significant gap in existing research methodologies, which predominantly rely on traditional bibliometric techniques that lack the ability to provide integrated quantitative and contextual insights. The authors argue that while methods like Latent Dirichlet Allocation (LDA) and Non-Negative Matrix Factorization (NMF) are commonly used for topic modeling, they fail to capture the nuanced semantic relationships crucial for understanding the interdisciplinary nature of Industry 5.0. To address these shortcomings, the study employs a dual-method approach combining scientometrics with thematic analysis and BERTopic modeling, which leverages transformer-based embeddings to offer a more dynamic and context-aware representation of topics.
The research aims to map the academic landscape of Industry 5.0 by identifying key themes, patterns, and their interconnections, thereby providing insights into emerging trends and future research directions. The study’s findings reveal that Industry 5.0 integrates technological advancements with sustainability efforts, showcasing how emerging technologies such as collaborative robots, ethical AI, and 6G connectivity can foster a human-centered and environmentally friendly manufacturing ecosystem. By systematically categorizing existing research and highlighting underexplored areas, the study contributes to the theoretical discourse on Industry 5.0 and offers practical guidance for stakeholders in manufacturing and policy-making to adopt innovative and sustainable practices. The methodologies employed not only enhance the robustness of the results but also facilitate a comprehensive understanding of the evolving landscape of Industry 5.0 research.