نهج متكامل MCDM-ML لتوقع مؤشر الحياد الكربوني في سلاسل التوريد الصناعية
An integrated MCDM-ML approach for predicting the carbon neutrality index in manufacturing supply chains

المجلة: Technological Forecasting and Social Change، المجلد: 201
DOI: https://doi.org/10.1016/j.techfore.2024.123243
تاريخ النشر: 2024-01-29
المؤلف: Vishwas Dohale وآخرون
الموضوع الرئيسي: إدارة سلسلة التوريد المستدامة

نظرة عامة

تستكشف ورقة البحث المحددات الحاسمة اللازمة لتحقيق الحياد الكربوني في صناعة الملابس، وهو قطاع معروف ببصمته الكربونية الكبيرة وتأثيره البيئي. باستخدام نظرية إدارة الانتقال، تستخدم الدراسة نظام دعم القرار الذي يدمج عملية تحليل التسلسل الهرمي التصويتي (VAHP) وشبكة بايزي (BN) لتحديد هذه المحددات وترتيب أولوياتها. حددت مراجعة منهجية للأدبيات 14 محددًا حاسمًا للحياد الكربوني (CDs-CN)، والتي تم التحقق منها من خلال استبيان شمل 125 خبيرًا في الصناعة. تسلط النتائج الضوء على أن عوامل مثل الخبرة المهنية، والقوانين والشهادات، وقبول التكنولوجيا، وتوافر طرق إزالة الكربون، وتعويض الكربون الكافي هي عوامل محورية لمبادرات الحياد الكربوني الناجحة.

تساهم الدراسة في الأدبيات المتعلقة بإدارة البيئة واستدامة سلسلة التوريد من خلال تقديم تحليل كمي لـ CDs-CN وتأثيرها على الحياد الكربوني. تم استخدام طريقة VAHP لترتيب هذه المحددات، بينما تنبأ نموذج BN بمؤشر الحياد الكربوني (CNI) لصناعة الملابس. تشير النتائج إلى أن بعض المحددات، بما في ذلك الخبرة المهنية والاستثمارات المالية، تؤثر بشكل كبير على تنفيذ استراتيجيات الحياد الكربوني. كما تؤكد البحث على الحاجة إلى استكشاف هذه المحددات عبر مختلف الصناعات، مشيرًا إلى أنه يجب دمج المرونة والاستدامة في الدراسات المستقبلية لتعزيز فهم العمليات المحايدة للكربون. تم تقديم توصيات تتماشى مع أهداف التنمية المستدامة للأمم المتحدة (SDGs) لتوجيه الممارسين في تطوير سلاسل توريد التصنيع المستدامة.

مقدمة

تتناول مقدمة ورقة البحث التحدي العاجل لتغير المناخ، مشددة على الحاجة إلى الحياد الكربوني كما هو موضح في أهداف التنمية المستدامة للأمم المتحدة. تسلط الضوء على الغموض المحيط بإمكانية تحقيق انبعاثات صفرية من الكربون وتستكشف التحولات اللازمة في أنظمة الإنتاج ذات الكثافة الكربونية العالية وسلاسل التوريد. تشير الورقة إلى أن كيانات عالمية مختلفة، بما في ذلك الدول والشركات، تسعى بنشاط إلى استراتيجيات لتقليل بصماتها الكربونية، مع أمثلة بارزة مثل برنامج الحياد الكربوني الطموح لجامعة كاليفورنيا ومبادرات شركات مثل باتاغونيا وول مارت التي تهدف إلى تحقيق انبعاثات صافية صفرية.

تواجه صناعة الملابس، التي تم تحديدها كمساهم رئيسي في انبعاثات الكربون، تحديات فريدة في اعتماد ممارسات مستدامة، لا سيما بين الشركات الصغيرة والمتوسطة (SMEs) في الهند. تؤكد المقدمة على ضرورة تحديد المحددات الحاسمة للحياد الكربوني (CDs-CN) لتسهيل انتقال الصناعة نحو الاستدامة. تهدف الدراسة إلى الإجابة على أسئلة بحث رئيسية تتعلق بالمحددات التي تساعد في السعي لتحقيق الحياد الكربوني، ومساهماتها النسبية، وتقييم مؤشر الحياد الكربوني (CNI). لتحقيق هذه الأهداف، تستخدم البحث منهجية من مرحلتين تجمع بين اتخاذ القرار متعدد المعايير (MCDM) وتقنيات التعلم الآلي، ساعية في النهاية لتقديم رؤى ستفيد كل من صناعة الملابس والبيئة.

الطرق

في هذه الدراسة، يتم استخدام إطار عمل متكامل يجمع بين إنتاج الصحة ذو القيمة المضافة (VAHP) والشبكات البايزية (BN) للتحقيق وتحليل العلاقة بين دعم القرار السريري (CDs) والشبكات السريرية (CN). تم تصميم المنهجية لتقييم التفاعلات والتأثيرات لهذه المكونات ضمن بيئات الرعاية الصحية بشكل منهجي.

يسهل الإطار استكشافًا شاملاً للبيانات، مما يسمح بتحديد المتغيرات الرئيسية وترابطها. من خلال الاستفادة من نقاط القوة في كل من VAHP وBN، تهدف الدراسة إلى تقديم رؤى حول تحسين عمليات اتخاذ القرار السريري وتعزيز كفاءة الشبكة في تقديم الرعاية الصحية.

النتائج

تكشف نتائج هذه الدراسة عن تقدم كبير في فهم الحياد الكربوني من خلال تطبيق طرق اتخاذ القرار متعدد المعايير (MCDM) وطرق التعلم الآلي (ML). على عكس الطبيعة النوعية السائدة للأبحاث الحالية، تستخدم هذه الدراسة طريقة VAHP (عملية التجميع الهرمي المتجه) لتقييم المحددات المؤثرة للحياد الكربوني بشكل كمي. تشمل النتائج تحليلًا مفصلًا لقوة التأثير وتحليل الحساسية، موضحة في الأشكال 3 و4، والتي توضح المحركات الحاسمة (CDs) التي تؤثر على الحياد الكربوني.

تسلط المناقشة النقدية لهذه النتائج الضوء على قوتها وملاءمتها عند مقارنتها بالأدبيات الحالية. من خلال دمج أساليب MCDM وML، تقدم الدراسة إطارًا قابلاً للقياس يعزز فهم الديناميكيات المعنية في تحقيق الحياد الكربوني، مما يساهم في تقديم رؤى قيمة للنقاش المستمر حول الاستدامة البيئية وصياغة السياسات.

المناقشة

تناقش هذه القسم نظرية إدارة الانتقال (TMT)، مشددة على دورها في توجيه المنظمات خلال عمليات التغيير غير الحتمية نحو تحقيق الحياد الكربوني. يتميز TMT بأنه إطار مستمر ومحدد للسياق يساعد المنظمات في التنقل عبر تعقيدات التحولات المستدامة. لقد اكتسبت النظرية زخمًا في أبحاث الاستدامة، مع تطبيقات في قطاعات مختلفة، بما في ذلك صناعة الملابس، التي هي محور الدراسة الحالية. تهدف الدراسة إلى تحديد المحددات الحاسمة لتحقيق الحياد الكربوني في تصنيع الملابس وسلاسل التوريد، مستفيدة من TMT لفهم الخطوات اللازمة لهذا الانتقال.

أصبح مفهوم الحياد الكربوني، الذي يُعرف بأنه انبعاثات صافية صفرية، ذا صلة متزايدة في أبحاث الإدارة، خاصة في ضوء تحديات تغير المناخ العالمية. تسلط الورقة الضوء على الحاجة إلى إعادة التفكير في عمليات المنظمات وسلاسل التوريد الخاصة بها لتقليل بصماتها الكربونية. على الرغم من الاهتمام المتزايد بالحياد الكربوني، تتناول الأدبيات الحالية بشكل أساسي المبادرات على المستوى الكلي، مما يترك فجوة في فهم المحددات المحددة التي تسهل الحياد الكربوني على مستوى الصناعة. تستخدم الدراسة مراجعة منهجية للأدبيات لتحديد 14 محددًا حاسمًا للحياد الكربوني (CDs-CN) ذات الصلة بصناعة الملابس، والتي تم التحقق منها من خلال استبيانات الخبراء. يتم تصنيف هذه المحددات إلى عوامل إدارية، وعوامل خضراء ومستدامة، وعوامل حكومية/قانونية، كل منها يلعب دورًا حيويًا في الانتقال نحو الحياد الكربوني. تؤكد النتائج على أهمية نهج متعدد الأبعاد لتحقيق الاستدامة في قطاع الملابس.

Journal: Technological Forecasting and Social Change, Volume: 201
DOI: https://doi.org/10.1016/j.techfore.2024.123243
Publication Date: 2024-01-29
Author(s): Vishwas Dohale et al.
Primary Topic: Sustainable Supply Chain Management

Overview

The research paper investigates the critical determinants necessary for achieving carbon neutrality in the clothing industry, a sector known for its significant carbon footprint and environmental impact. Utilizing transition management theory, the study employs a decision support system that integrates a voting analytical hierarchy process (VAHP) and a Bayesian network (BN) to identify and prioritize these determinants. A systematic literature review identified 14 critical determinants of carbon neutrality (CDs-CN), which were validated through a survey of 125 industry experts. The findings highlight that factors such as professional expertise, laws and certifications, technological acceptance, availability of decarbonizing methods, and adequate carbon offsetting are pivotal for successful carbon neutrality initiatives.

The study contributes to the literature on environmental management and supply chain sustainability by providing a quantitative analysis of the CDs-CN and their influence on carbon neutrality. The VAHP method was used to rank these determinants, while the BN model predicted the carbon neutrality index (CNI) for the clothing industry. The results indicate that certain determinants, including professional expertise and financial investments, significantly impact the execution of carbon neutrality strategies. The research also emphasizes the need for further exploration of these determinants across various industries, suggesting that resilience and sustainability should be integrated into future studies to enhance the understanding of carbon-neutral operations. Recommendations are provided in alignment with the United Nations’ Sustainable Development Goals (SDGs) to guide practitioners in developing sustainable manufacturing supply chains.

Introduction

The introduction of the research paper addresses the urgent challenge of climate change, emphasizing the need for carbon neutrality as outlined by the United Nations Sustainable Development Goals. It highlights the ambiguity surrounding the feasibility of achieving zero-carbon emissions and explores the necessary transformations in carbon-intensive production systems and supply chains. The paper notes that various global entities, including countries and corporations, are actively pursuing strategies to reduce carbon footprints, with notable examples such as the University of California’s ambitious Carbon Neutrality program and initiatives by companies like Patagonia and Walmart aimed at achieving net-zero emissions.

The clothing industry, identified as a significant contributor to carbon emissions, faces unique challenges in adopting sustainable practices, particularly among small and medium enterprises (SMEs) in India. The introduction underscores the necessity of identifying critical determinants of carbon neutrality (CDs-CN) to facilitate the industry’s transition toward sustainability. The study aims to answer key research questions regarding the determinants that assist in pursuing carbon neutrality, their relative contributions, and the evaluation of a carbon neutrality index (CNI). To achieve these objectives, the research employs a two-stage methodology combining multi-criteria decision-making (MCDM) and machine learning techniques, ultimately seeking to provide insights that will benefit both the clothing industry and the environment.

Methods

In this study, an integrated framework combining Value-Added Health Production (VAHP) and Bayesian Networks (BN) is employed to investigate and analyze the relationship between Clinical Decision Support (CDs) and Clinical Networks (CN). The methodology is designed to systematically assess the interactions and impacts of these components within healthcare settings.

The framework facilitates a comprehensive exploration of the data, allowing for the identification of key variables and their interdependencies. By leveraging the strengths of both VAHP and BN, the research aims to provide insights into optimizing clinical decision-making processes and enhancing network efficiency in healthcare delivery.

Results

The results of this study reveal a significant advancement in the understanding of carbon neutrality through the application of Multi-Criteria Decision Making (MCDM) and Machine Learning (ML) methods. Unlike the predominantly qualitative nature of existing research, this study employs the VAHP (Vector Aggregated Hierarchical Process) method to quantitatively assess the influential determinants of carbon neutrality. The findings include a detailed strength of influence analysis and sensitivity analysis, illustrated in Figures 3 and 4, which elucidate the critical drivers (CDs) impacting carbon neutrality.

The critical discussion of these results highlights their robustness and relevance when compared to existing literature. By integrating MCDM and ML approaches, the research provides a quantifiable framework that enhances the understanding of the dynamics involved in achieving carbon neutrality, thereby contributing valuable insights to the ongoing discourse on environmental sustainability and policy formulation.

Discussion

The section discusses Transition Management Theory (TMT), emphasizing its role in guiding organizations through non-deterministic change processes toward achieving carbon neutrality. TMT is characterized as a continuous and context-specific framework that aids organizations in navigating the complexities of sustainable transformations. The theory has gained traction in sustainability research, with applications in various sectors, including the clothing industry, which is the focus of the present study. The research aims to identify critical determinants for achieving carbon neutrality in clothing manufacturing and supply chains, leveraging TMT to understand the necessary steps for this transition.

The concept of carbon neutrality, defined as net-zero emissions, has become increasingly relevant in management research, particularly in light of global climate change challenges. The paper highlights the need for organizations to rethink their operations and supply chains to mitigate their carbon footprints. Despite the growing interest in carbon neutrality, existing literature primarily addresses macro-level initiatives, leaving a gap in understanding the specific determinants that facilitate carbon neutrality at the industry level. The study employs a systematic literature review to identify 14 critical determinants of carbon neutrality (CDs-CN) relevant to the clothing industry, which are validated through expert surveys. These determinants are categorized into managerial, green and sustainable, and government/legal factors, each playing a vital role in the transition to carbon neutrality. The findings underscore the importance of a multifaceted approach to achieving sustainability in the clothing sector.