The impact of Industry 4.0 design principles on innovation performance: A dynamic capabilities perspective under environmental dynamism
Endüstri 4.0 tasarım prensiplerinin inovasyon performansı üzerindeki etkisi: Çevresel dinamizm koşullarında dinamik yetenekler perspektifi
- Tez No: 1010318
- Danışmanlar: PROF. DR. VEHBİ TUFAN KOÇ
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Endüstri ve Endüstri Mühendisliği, Industrial and Industrial Engineering
- Anahtar Kelimeler: Dinamik yetenekler, Endüstri 4.0, Dynamic capabilities, Industrial 4.0
- Yıl: 2026
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Endüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Endüstri Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Endüstri 4.0, dijital teknolojilerin üretim ve hizmet süreçlerine entegre edilmesiyle firmaların değer yaratma, koordinasyon ve karar alma biçimlerini dönüştüren kapsamlı bir yaklaşım olarak değerlendirilmektedir. Ancak Endüstri 4.0 çıktılarını sadece teknoloji yatırımlarıyla açıklamak çoğu zaman yetersiz kalmaktadır. Benzer teknolojilere erişimi olan firmalar arasında bile performans farklılıkları gözlemlenebilmekte; bu farklılıkların önemli bir kısmı dönüşümün nasıl tasarlandığı ve işletme içinde üretim ve süreçlere nasıl uyarlandığı ile ilişkilidir. Bu çalışma, Endüstri 4.0'ı teknolojik bileşenler üzerinden değil,“Endüstri 4.0 tasarım prensipleri”perspektifinden ele almakta ve firmaların hangi mekanizmalar aracılığıyla inovasyon performansını artırabileceğini ve bu ilişkinin hangi koşullarda güçlendiğini açıklamayı hedeflemektedir. Özellikle, tasarım prensiplerinin inovasyon performansı üzerindeki etkisinde dinamik yeteneklerin aracılık rolü incelenmekte ve çevresel dinamizmin bu ilişkiyi güçlendirip güçlendirmediği araştırılmaktadır. Bu kapsamda modelde, tasarım prensiplerinin inovasyon performansına doğrudan etkisi ile bu ilişkinin dinamik yetenekler üzerinden dolaylı etkisi birlikte ele alınmakta; çevresel dinamizmin bu mekanizmayı hangi düzeyde etkilediği test edilmektedir. Tezin teorik çerçevesi iki temel gerekçeye dayanmaktadır. İlk olarak, Endüstri 4.0 teknolojileri literatürde yaygın biçimde ele alınmasına rağmen, bu dönüşümün tasarım prensipleri temelinde nasıl ele alınması gerektiğine ilişkin çalışmalar sınırlı kalmıştır. İkincisi ise dinamik ve belirsiz çevre koşullarında firmaların sürdürülebilir rekabet üstünlüğünü devam ettirebilmesinin, yalnızca kaynak sahipliğine değil, dinamik yetenekleri inşa etmesine bağlı olmasıdır. Bu bağlamda tez, Endüstri 4.0 tasarım prensiplerinin dinamik yetenekleri destekleyerek inovasyon performansına katkı sağlayabileceğini öne sürmektedir. Çalışmanın ampirik kısmı Türkiye bağlamında gerçekleştirilmiştir. Veriler, Qualtrics platformu üzerinden uygulanan çevrimiçi bir anket aracılığıyla toplanmıştır. İlk aşamada, anketi başlatıp tamamlamayan katılımcılar ve dikkat kontrollerini geçemeyenler çıkarılmış; nihai analizler 202 katılımcıdan elde edilen geçerli veriler kullanılarak yapılmıştır. Örneklem, Endüstri 4.0 uygulamaları hakkında bilgi sahibi oldukları varsayılan orta ve üst düzey yöneticiler ile teknik uzmanları içermektedir. Ayrıca, örneklemde büyük ve köklü firmaların görece yüksek katılımı dikkat çekicidir; bu durum, Endüstri 4.0 dönüşümünü kurumsal ölçekte deneyimlemiş organizasyonlardan gelen değerlendirmeleri yansıtmaktadır. Metodolojik olarak çalışma, iki aşamalı analiz sürecinden geçmiştir. İlk aşamada, yapıların geçerliliği ve güvenilirliği değerlendirilmek üzere doğrulayıcı faktör analizi (DFA) ile ölçüm modeli test edilmiştir. Ayırt edici geçerlilik HTMT kriteri üzerinden değerlendirilmiş ve yapıların birbirinden yeterince farklı olduğu bulunmuştur. İç tutarlılık, Cronbach alfa ve bileşik güvenilirlik kriterlerine göre değerlendirilmiştir. Genel ölçüm modeli uyumu, yapısal eşitlik modellemesi literatüründe yaygın olarak kullanılan uyum indeksleri kullanılarak değerlendirilmiştir. İkinci aşamada, hipotezler yapısal eşitlik modellemesi kullanılarak test edilmiştir. Tasarım prensipleri, Hermann'ın altı temel prensibi temel alınarak alt boyutlar halinde ölçülmüş; dinamik yetenekler, inovasyon performansı ve çevresel dinamizm ise literatürde yerleşik ölçümlere dayanılarak modele dahil edilmiştir. Bu araştırmada kullanılan ölçüm maddeleri, öncelikle ilgili literatür taraması temelinde belirlenmiş; bazı yapılar için önceki çalışmalardan uyarlanmış, bazı yapılar için ise çalışmanın kapsamı doğrultusunda yazar tarafından geliştirilmiştir. Ölçüm maddeleri literatürle uyumlu olacak şekilde önce İngilizce hazırlanmış, ardından Türkçeye çevrilmiş ve anlamın korunması ile ifadelerin açıklığına özellikle dikkat edilmiştir; muğlak ya da yanıltıcı olabilecek maddeler ayıklanmıştır. Anket formu, maddelerin anlaşılırlığını görmek üzere hedef kitleyi temsil eden katılımcılarla pilot çalışma yürütülmüştür. Ayrıca Endüstri 4.0 tasarım prensipleri ölçeğinin kapsam geçerliliğini güçlendirmek amacıyla ölçek iki akademik uzman tarafından incelenmiş ve gerekli görülen dil/ifade düzenlemeleri yapılmıştır. Veri toplama sürecinde madde sıralaması da olası sıra etkilerini azaltmak üzere rastgeleleştirilmiştir. Bulgular, tezde önerilen ana ilişkiyi desteklemektedir: Endüstri 4.0 tasarım prensipleri uygulama düzeyi daha yüksek olan firmalar, daha yüksek genel inovasyon performansı sağlama eğilimindedir. Bu sonuç, Endüstri 4.0'ın inovasyon performansına yol açma potansiyelinin sadece teknoloji edinimi ile değil, teknolojinin organizasyon içinde nasıl yapılandırıldığı ile yakından bağlantılı olduğunu göstermektedir. Bu çalışmada esas alınan gerçek zamanlı yetenek, birlikte çalışabilirlik, modülerlik, hizmet yönelimi, sanallaştırma ve ademi merkeziyetçilik prensipleri; sistemlerin birbirine bağlanıp veri alışverişi yapabilmesini, siber-fiziksel sistemlerin belirli kararları otonom biçimde alabilmesini, verinin anlık toplanıp analiz edilerek süreçlerin izlenip yönetilebilmesini, fiziksel süreçlerin dijital ikiz/simülasyonlarla temsil edilmesini, ürün-hizmet bütünleşmesiyle hizmet sunumunun güçlenmesini ve modüllerin hızlı biçimde eklenip çıkarılabildiği esnek bir üretim yapısını ifade etmektedir; bu nedenle Endüstri 4.0'ın işletme içinde nasıl hayata geçirildiğini açıklamada bu altı prensip temel bir çerçeve sunmaktadır. Sonuçlar ayrıca tasarım prensiplerinin dinamik yetenekleri önemli ölçüde güçlendirdiğini göstermektedir. Bu anlamda, Endüstri 4.0 tasarım prensipleri, firmaların pazar ve teknolojideki zamanında algılama, algılanan fırsatları değerlendirmek için kaynakları seferber etme (yakalama) ve süreçleri ve varlık yapılarını yeni koşullara uyarlayıp yeniden yapılandırma yeteneklerini artıran işlev görmektedir. Aracı ve düzenleyici değişkenlerin etkileri ile ilgili sonuçlar, tezin önemli bir nüansını ortaya koymaktadır. Bütünleşik modelde, dinamik yetenekler tasarım prensipleri ile inovasyon performansı arasındaki ilişkiyi açıklayan kritik bir noktayı oluşturmaktadır; ancak bu ilişkinin gücü çevresel bağlamdan bağımsız değildir. Çevresel dinamizm arttığında, dinamik yeteneklerin inovasyon performansındaki rolü belirgin şekilde güçlenmektedir. Başka bir deyişle, pazarların ve teknolojilerin hızla değiştiği ve belirsizliğin arttığı ortamlarda, dinamik yetenekler firmalar için daha hayati hale gelmekte ve Endüstri 4.0 tasarım prensiplerinin sağladığı avantajlar daha güçlü bir şekilde inovasyon çıktılarına dönüşmektedir. Tez, literatüre çok yönlü katkılar sunmaktadır. İlk katkı, Endüstri 4.0 dönüşümünü tasarım prensipleri çerçevesinde ele alarak inovasyon performansına giden yolu açıklamasıdır. Tasarım prensiplerini doğrudan ölçen çalışmalar literatürde sınırlıdır; karşılaşılan örneklerden birinde, her prensip tek bir madde ile temsil edilmektedir. Buna karşılık, bu çalışma Hermann'ın altı temel tasarım prensibini ayrı alt boyutlar olarak kavramsallaştırmakta ve her birini çok maddeli bir ölçekle ölçmekte, böylece ölçüm derinliği ve yapı geçerliliğini daha sağlam bir şekilde ele almaktadır. İkinci katkı, Endüstri 4.0 tasarım prensibi ile inovasyon performansı arasındaki ilişkide dinamik yeteneklerin oynadığı rolü açıkça ortaya koymasıdır. Üçüncü katkı, çevre daha dinamik ve belirsiz hale geldikçe, dinamik yeteneklerin inovasyon performansına katkısının daha belirginleştiğini göstermesidir. Yönetsel açıdan değerlendirildiğinde, Endüstri 4.0 firmalar için kapsamlı bir dönüşüm yaklaşımı sunmaktadır. İnovasyon üzerindeki etkiler, firmalar teknoloji kurulumunu dinamik yetenekleri geliştirecek örgütsel düzenlemelerle birlikte yürüttüğünde daha belirgin hale gelmektedir. Bu nedenle yöneticiler için dönüşüm yol haritaları; araçlar, yazılımlar ve sistemlerin yanı sıra, iş yapma biçimlerinde ve rutinlerde değişimi de kapsamalıdır. Özellikle verinin toplanması ve kullanımı, karar alma hızının artırılması ve ihtiyaç halinde kaynakların esnek biçimde yeniden düzenlenebilmesi dönüşümün kritik bileşenleri olarak öne çıkmaktadır. Çevresel dinamizmin yüksek olduğu pazarlarda ise hızlı uyum sağlama kapasitesi inovasyon performansı açısından daha belirleyici hale gelmektedir. Bu tür ortamlarda Endüstri 4.0 dönüşümünü tek seferde büyük ve katı bir planla yönetmek yerine, modüler, aşamalı ve öğrenme odaklı adımlarla ilerlemek daha gerçekçi ve etkili bir yaklaşım sunabilir. Özellikle belirsizliğin ve kaynak kısıtlarının daha görünür olduğu gelişmekte olan ekonomi koşullarında, tasarım prensipleriyle birlikte yetenekleri eş zamanlı güçlendirmek“teknolojiye yatırım yapıp beklenen etkiyi görememe”riskini azaltabilir. Sonuç olarak, bu tez Endüstri 4.0 tasarım prensiplerinin inovasyon performansını artırdığını, tasarım prensiplerinin dinamik yetenekleri desteklediğini ve yüksek çevresel dinamizm koşullarında dinamik yeteneklerin inovasyon performansı için daha belirleyici hale geldiğini göstermektedir.“Tasarım prensipleri–dinamik yetenekler–çevresel dinamizm”üçlüsünü birlikte inceleyerek tez, Endüstri 4.0'ın inovasyon performansına nasıl dönüştüğünü açıklamak için bütünleşik bir perspektif sağlamaktadır. Gelecek araştırmalarda, çalışmanın kesitsel veriyle yürütülmüş olması dikkate alınarak, ilişkilerin zaman içindeki gelişimini izleyebilecek boylamsal araştırma tasarımlarına başvurulabilir. Ayrıca modelin farklı ülke bağlamlarında sınanması ve farklı kurumsal yapılarda karşılaştırmalı analizlerle değerlendirilmesi, bulguların genellenebilirliğini güçlendirebilir; özellikle gelişmiş ve gelişmekte olan ekonomiler arasında yapılacak karşılaştırmalar mekanizmanın benzer biçimde işleyip işlemediğini daha net gösterebilir.
Özet (Çeviri)
Industry 4.0 transformation has fundamentally altered how firms organize activities, coordinate processes, and generate value through digitally enabled systems. However, explaining Industry 4.0 outcomes solely through technology investments is often insufficient. Performance differences can be observed even among firms with access to similar technologies, and a substantial part of these differences is related to how the transformation is designed and how it is adapted to production and organizational processes. This study approaches Industry 4.0 through its design principles instead of focusing on single technologies and explains how firms enhance innovation performance and under which conditions this effect increases. Specifically, the study focuses whether dynamic capabilities mediate the relationship between design principles and innovation performance and whether this relationship becomes stronger under environmental dynamism. This thesis is theoretically grounded in two main points. First, most studies on Industry 4.0 focus mainly on technologies, while fewer studies examine this transformation through design principles. Second, in fast-changing and uncertain environments, firms cannot rely only on resources and must also develop dynamic capabilities to stay competitive. Innovation performance improves when firms apply Industry 4.0 design principles through stronger dynamic capabilities. The empirical analysis relies on survey data obtained from firms in Türkiye. The questionnaire was distributed online using Qualtrics. Following the removal of incomplete responses and cases that did not meet attention criteria, the final sample included 202 valid observations. The sample consists of mid and senior-level managers and technical experts who are assumed to be knowledgeable about Industry 4.0 applications. Methodologically, the study followed a two-stage procedure. In the first stage, confirmatory factor analysis was used to test the measurement model. In the second stage, the hypotheses were tested through structural equation modeling. Design principles were measured as sub-dimensions based on Hermann's six design principles, while dynamic capabilities, innovation performance, and environmental dynamism were incorporated into the model using well-established scales from the literature. The measurement items were developed or adapted from prior studies. They were first prepared in English and then translated into Turkish. Item clarity was improved through a pilot study and expert feedback. The results suggest that firms that apply Industry 4.0 design principles more extensively tend to show stronger innovation performance. Design principles strengthen dynamic capabilities, according to the results. Findings regarding the mediator and moderator effects highlight an important outcome of the thesis. In the structural model, dynamic capabilities function as an important mechanism linking design principles to innovation performance; however, the impact of this mechanism depends on the environmental context. In environments where markets and technologies change rapidly and uncertainty increases, dynamic capabilities become more vital for firms, and the advantages enabled by Industry 4.0 design principles translate more strongly into innovation performance. First, the thesis extends existing research by showing how Industry 4.0 design principles influence innovation performance. Research that directly measures design principles remains limited; in one example, each principle is represented by a single item. In contrast, this study conceptualizes Hermann's six design principles as distinct sub-dimensions and measures each with a multi-item scale, thereby addressing measurement depth and construct validity more robustly. Second, the study explains how dynamic capabilities support the interaction of Industry 4.0 design principles with innovation performance. Third, in more dynamic and uncertain environments, dynamic capabilities become increasingly important for innovation performance. For managers, the results indicate that Industry 4.0 involves more than technology investment alone. Innovation effects become more visible when firms implement technological infrastructures together with organizational arrangements that develop dynamic capabilities. Therefore, transformation roadmaps should include not only tools, software, and systems, but also changes in ways of working and routines. In highly dynamic markets, adopting a modular, staged, and learning-oriented approach can reduce the risk of“investing in technology without achieving the expected impact,”particularly under the conditions of developing economies. In conclusion, the thesis shows that Industry 4.0 design principles enhance innovation performance, that this effect is strengthened through dynamic capabilities, and that the mechanism becomes more evident under high environmental dynamism. Further studies could improve how widely the results apply by comparing firms across different countries and organizational settings.
Benzer Tezler
- Kansei mühendisliği bulguları ile çalışmanın endüstriyel tasarımcıların erken aşama tasarım süreçlerine etkileri
Effects of the use of kansei engineering findings on early stages of industrial designers' design processes
MÜGE GÖKEN
Doktora
Türkçe
2024
Endüstri Ürünleri Tasarımıİstanbul Teknik ÜniversitesiEndüstriyel Tasarım Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ EKREM CEM ALPPAY
- Çamaşır makinası kapak menteşesi tasarımı
Washing machine door hinge design
BURAK KARAÇANLI
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ALİ GÖKŞENLİ
- Denizcilik eğitiminde karbonsuzlaştırma bilgi durumunun değerlendirilmesi: Bir eğitim modülünün etkililik sınaması
Bridging the knowledge gap: Evaluating the impact of decarbonization training in maritime education
BATURAY ÖZDEMİR
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
Denizcilikİstanbul Teknik ÜniversitesiDeniz Ulaştırma İşletme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. BURAK ZİNCİR
- Hermetik kompresörlerde krank yatak tasarımının sürtünme kayıplarına etkisinin incelenmesi
An investigation of the effect of crank shaft bearing design on the frictional losses in hermetic reciprocating compressors
AHMET BURAK TOP
Yüksek Lisans
Türkçe
2012
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SEYHAN UYGUR ONBAŞIOĞLU
- Türk inşaat sektöründe yalın mobilizasyon ve şantiye atık yönetimi uygulamaları üzerine bir inceleme
An investigation on lean mobilization and site waste management in Turkish construction industry
NUR EFŞAN ERUSTA
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Mimarlıkİstanbul Teknik ÜniversitesiMimarlık Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. BEGÜM SERTYEŞİLIŞIK