Navigating the digital transition in the mining industry: technology adoption challenges and opportunities for sustainable mining practices

Abstract

The mining industry (MI) constitutes a foundational pillar of global economic architecture, underpinning the provision of critical raw materials indispensable for infrastructural development, energy transition, and advanced manufacturing. Notwithstanding its strategic relevance, the sector remains encumbered by entrenched inefficiencies, safety risks, regulatory rigidity, and escalating environmental imperatives. In this context, the proliferation of digital technologies—ranging from artificial intelligence and automation to Internet of Things (IoT) architectures and data analytics—promises unprecedented operational transformation. However, the uptake of such technologies is frequently stymied by a constellation of multidimensional barriers that are neither isolated nor linear, but deeply systemic and mutually reinforcing. This dissertation undertakes a rigorous, multi-method inquiry to systematically identify, validate, and causally map the key impediments to digital transformation in the MI. Employing a sequential framework that integrates a PRISMA-guided systematic literature review, bibliometric analysis, and classical DEMATEL methodology, the research distills sixteen critical barriers and elucidates their interdependencies through expert-informed influence matrices. The empirical findings of this study delineate a hierarchical structure wherein High Initial Investment, Lack of Top Management Commitment, and Ineffective Regulatory Frameworks emerge as dominant causal antecedents, precipitating downstream constraints such as Resistance to Change, Workforce Skill Gaps, and Cybersecurity Vulnerabilities. Through prominence (D+R) and net causality (D−R) diagnostics, the study furnishes a decision-support architecture that enables prioritization of intervention points within the transformation ecosystem. This thesis thus contributes a methodologically robust and practically actionable framework for both academic and practitioner audiences, offering stakeholder-specific strategic implications to facilitate systemic, phased, and sustainable digital transition in the MI. Madencilik endüstrisi (ME), altyapı gelişimi, enerji dönüşümü ve ileri üretim için vazgeçilmez olan kritik hammaddelerin sağlanmasını temellendiren, küresel ekonomik mimarinin kurucu bir sütununu oluşturmaktadır. Stratejik önemine rağmen, sektör kökleşmiş verimsizlikler, güvenlik riskleri, düzenleyici katılıklar ve artan çevresel zorunluluklarla yük altındadır. Bu bağlamda, yapay zekâ ve otomasyondan Nesnelerin İnterneti (IoT) mimarilerine ve veri analitiğine kadar uzanan dijital teknolojilerin yaygınlaşması, eşi benzeri görülmemiş bir operasyonel dönüşüm vadetmektedir. Ancak bu tür teknolojilerin benimsenmesi, sıklıkla birbirinden bağımsız ya da doğrusal olmayan değil, derinlemesine sistemik ve karşılıklı olarak pekişen çok boyutlu engeller dizisi tarafından sekteye uğratılmaktadır. Bu tez, ME’de dijital dönüşümün önündeki başlıca engelleri sistematik olarak tanımlamak, doğrulamak ve nedensel olarak haritalandırmak için titiz, çok yöntemli bir araştırma yürütmektedir. PRISMA rehberliğinde yürütülen sistematik literatür taraması, bibliyometrik analiz ve klasik DEMATEL metodolojisinin entegre edildiği ardışık bir çerçeve kullanılarak, araştırma on altı kritik engeli damıtarak tanımlamakta ve uzman görüşlerine dayalı etki matrisleri aracılığıyla bunların karşılıklı bağımlılıklarını açıklığa kavuşturmaktadır. Ampirik bulgular, Yüksek Başlangıç Yatırımı, Üst Yönetim Taahhüdü Eksikliği ve Etkisiz Düzenleyici Çerçeveler gibi üst düzey nedensel unsurların; Değişime Direnç, İş Gücü Yetenek Açıkları ve Siber Güvenlik Açıkları gibi aşağı akıştaki kısıtlamaları tetiklediği hiyerarşik bir yapı ortaya koymaktadır. Öncelik düzeyi (D+R) ve net nedensellik (D−R) teşhisleri yoluyla, çalışma dönüşüm ekosistemi içerisinde müdahale noktalarının önceliklendirilmesini sağlayan bir karar destek mimarisi sunmaktadır. Bu tez böylelikle, hem akademik hem de uygulayıcı kesimler için metodolojik açıdan sağlam ve pratik olarak uygulanabilir bir çerçeve sunmakta; ME’de sistemik, aşamalı ve sürdürülebilir dijital geçişi kolaylaştırmaya yönelik paydaşlara özel stratejik çıkarımlar sağlamaktadır.