Digital transformation and business models in maritime trade supply chains
Authors:   , Henríquez Larrazábal Ricardo Daniel 
Published: October 2023

rmation, and the adoption of certain business models in the context of the maritime trade supply chain industry. Most specifically, it enquires the impact that the former might have on the latter. The question’s relevance is twofold. On the one hand, the pace of both technological and business innovation has accelerated during the last 15 years, especially for certain industries. On the other hand, while there has been some degree of innovation in maritime trade supply chains, the industry lags behind other economic sectors; still working with technologies, business models and processes that predate the contemporary globalization era. Thus, understanding how and why the adoption of certain technologies might generate new ways of creating, delivering and capturing value in maritime trade supply chains, becomes a significant undertaking from both a theoretical and practical perspective.
To address this enquiry, we have conducted four separate studies in this dissertation. In Chapter 2, we conduct a theoretical synthesis in order to provide a general theoretical background for the research conducted in the subsequent chapters. Chapter 3 is mainly concerned with physical flows. We investigate what impact does the adoption of Industry 4.0 technologies by seaports might have on their business models. To define these, we refer to the classification of seaports across a generational ladder: from 1st generation to 5th generation ports; referring as well to the novel construct of Port 4.0, and the commonly used “smart port” term. In Chapter 4 we turn to information flows. Most specifically, we explore the influence that distributed ledger technology (DLT) —most commonly known as blockchain— might have on the adoption of sustainable business models in the shipping industry. Chapter 5 focus on financial flows. It presents a design science study on a problem known as the trade finance gap; understood as the difference between the total supply of and demand for trade finance in international trade on a global level. The main question addressed is how to design a new business model that would address the causes behind the said trade finance gap.
To conclude, this dissertation explores how digital transformation affects or impacts business models in maritime trade supply chains. It does so, by conducting studies on different contexts, each of them primarily focused on either physical, information or financial flows. From a theoretical perspective, the dissertation provides insights on the interplay between the three flows in maritime trade; with a special focus on how digital transformation, by affecting this interplay, drives or contributes to the adoption of new business models. Most specifically, Industry 4.0 technologies like IoT or DLT improve the way information flows interact with physical and financial flows. From a practical/managerial perspective, the research provides useful insights for business executives and policy makers, on how digital transformation should be faced at the strategic, tactical and operational level. By understanding how new technologies affect the ways in which value is created, delivered and captured, decision makers can design better business models, increasing competitiveness; or implement more adequate policies and strategies. Most importantly, the dissertation aims to serve as a source of ideas for those entrepreneurs who, through their startups, will design and develop innovative use cases and business models for the maritime industry.
Aquesta investigació doctoral explora la interrelació entre els fenòmens contemporanis coneguts com a transformació digital i l’adopció de certs models de negoci en el context de la indústria de la cadena de subministrament del comerç marítim. Més concretament, indaga sobre l’impacte que els primers poguessin tenir sobre la segona. La rellevància de la pregunta és doble. D’una banda, el ritme de la innovació tant tecnològica com empresarial s’ha accelerat durant els darrers 15 anys, especialment per a determinades indústries. D’altra banda, si bé hi ha hagut cert grau d’innovació a les cadenes de subministrament del comerç marítim, la indústria va darrera d’altres sectors econòmics; segueix treballant amb tecnologies, models de negocis i processos anteriors a l’era de la globalització contemporània. Per tant, comprendre com i per què l’adopció de certes tecnologies pot generar noves maneres de crear, distribuir i capturar valor a les cadenes de subministrament del comerç marítim es converteix en una tasca important tant des d’una perspectiva teòrica com pràctica. Per indagar-hi, hem realitzat quatre estudis en aquesta dissertació. Al Capítol 2, duem a terme una síntesi teòrica per tal de proporcionar un marc teòric general per a la recerca realitzada en els capítols següents. El capítol 3 s’ocupa principalment dels fluxos físics. Investiguem quin impacte podria tenir l’adopció de tecnologies Indústria 4.0 per part dels ports marítims als seus models de negoci. Al Capítol 4 passem als fluxos d’informació. Més específicament, explorem la influència que la tecnologia de distributed ledger (DLT), més comunament coneguda com a blockchain, podria tenir en l’adopció de models de negoci sostenibles a la indústria del transport marítim. El capítol 5 se centra en els fluxos financers. Presenta un estudi de disseny sobre un problema conegut com la bretxa de finançament del comerç (trade finance gap); entès com la diferència entre l’oferta i la demanda total de finançament al comerç internacional a nivell global. Per concloure, aquesta dissertació explora com la transformació digital afecta o impacta els models de negoci a les cadenes de subministrament del comerç marítim. Ho fa mitjançant la realització d’estudis sobre diferents contextos, cadascun centrat principalment en els fluxos físics, d’informació o financers. Des d’una perspectiva teòrica, la dissertació proporciona informació sobre la interacció entre els tres fluxos al comerç marítim; amb un enfocament especial com la transformació digital, en afectar aquesta interacció, impulsa o contribueix a l’adopció de nous models de negoci. Més específicament, les tecnologies d'industria 4.0 com IoT o DLT milloren la manera com els fluxos d’informació interactuen amb els fluxos físics i financers. Des d’una perspectiva pràctica/gerencial, la recerca proporciona informació útil per als executius de negocis i els dissenyadors de polítiques sobre com cal enfrontar la transformació digital a nivell estratègic, tàctic i operatiu. En comprendre com les noves tecnologies afecten les formes en què es crea, distribueix i captura el valor, els prenedors de decisions poden dissenyar millors models de negoci, augmentant la competitivitat; o implementar polítiques i estratègies més adequades. El que és més important, la dissertació té com a objectiu servir com a font d’idees per als emprenedors que, a través de les startups, dissenyaran i desenvoluparan casos d’ús innovadors i models de negoci per a la indústria marítima.
Esta investigación doctoral explora la interrelación entre los fenómenos contemporáneos conocidos como transformación digital y la adopción de ciertos modelos de negocio en el contexto de la industria de la cadena de suministro del comercio marítimo. Más concretamente, indaga sobre el impacto que los primeros pudieran tener sobre la segunda. La relevancia de la pregunta es doble. Por un lado, el ritmo de la innovación tanto tecnológica como empresarial se ha acelerado durante los últimos 15 años, especialmente para determinadas industrias. Por otro lado, si bien ha habido cierto grado de innovación en las cadenas de suministro del comercio marítimo, la industria va a la zaga de otros sectores económicos; sigue trabajando con tecnologías, modelos de negocios y procesos que son anteriores a la era de la globalización contemporánea. Por lo tanto, comprender cómo y por qué la adopción de ciertas tecnologías puede generar nuevas formas de crear, distribuir y capturar valor en las cadenas de suministro del comercio marítimo se convierte en una tarea importante tanto desde una perspectiva teórica como práctica.
Para indagar sobre ello, hemos realizado cuatro estudios en esta disertación. En el Capítulo 2, llevamos a cabo una síntesis teórica con el fin de proporcionar un marco teórico general para la investigación realizada en los capítulos siguientes. Para ello, comenzamos desarrollando una base bibliográfica, fundamentada en 3 disciplinas: Estudios Marítimos, Ciencias de la Gestión e Investigación de Sistemas de Información. El enfoque central se basa entonces en la construcción de los tres flujos presentes en las cadenas de suministro del comercio marítimo: flujos físicos, de información y financieros. Para cada uno de los flujos nos hacemos tres preguntas básicas: ¿qué? (describiendo el contenido del flujo), ¿cómo? (describiendo los mecanismos), y ¿por qué? (comprender qué impulsa el flujo en cuestión). Para los flujos físicos, nos referimos a su contenido con el término global de “carga”, el mecanismo como multimodalidad y la causa impulsora como producción o consumo. Para los flujos de información, el contenido son datos o información (en sentido estricto), el mecanismo es en papel o electrónico, y la causa impulsora es su rol como recurso para la toma de decisiones. Los flujos financieros se refieren al dinero, que fluye ya sea por medio de pagos o créditos, bajo un modelo de flujo circular como lógica impulsora. Luego, el capítulo ofrece una explicación básica de cómo se integran los tres flujos: los flujos físicos y financieros se basan en intercambios mutuos entre actores a lo largo de la cadena de suministro (que se mueven en direcciones opuestas), mientras que los flujos de información se mueven en ambas direcciones, apoyando a los dos primeros. Finalmente, el capítulo tiene como objetivo contribuir a la comprensión del concepto de modelo de negocio, observando que los modelos de negocio pueden ser representados por descripciones específicas de los flujos físicos, financieros y de información entre una empresa y otros actores económicos.
El Capítulo 3 se ocupa principalmente de los flujos físicos. Investigamos qué impacto podría tener la adopción de tecnologías Industria 4.0 por parte de los puertos marítimos en sus modelos de negocio. Para definirlos, nos referimos a la clasificación de los puertos marítimos a través de una escala generacional: desde puertos de 1ra hasta 5ta generación; refiriéndonos también al nuevo concepto de Puerto 4.0, y al común término “puerto inteligente”. Basándonos en la literatura de Estudios Marítimos, proporcionamos una lista de características y funcionalidades que caracterizarían a un puerto inteligente y ofrecemos una explicación general sobre lo que debería significar “inteligente” o “inteligencia” en este contexto. A continuación, desarrollamos un modelo conceptual expresado como una serie de proposiciones, construidas en torno a dos mecanismos de influencia tomados de las Ciencias de Gestión: el impulso tecnológico (technology push) y la atracción del mercado (market pull). Más específicamente, el modelo pretende explicar cómo las tecnologías de Industria 4.0, a través de estos mecanismos, influyen en los modelos de negocio de los puertos marítimos en tres áreas: operaciones, estrategias e inversiones. Para evaluar este modelo conceptual, llevamos a cabo un estudio de caso exploratorio sobre el puerto de Barcelona, basado en el análisis de contenido de fuentes documentales (especialmente el tercer y cuarto planes estratégicos), así como una entrevista semiestructurada. Nuestra evaluación muestra una primacía de los mecanismos de influencia del mercado y la evaluación comparativa (benchmarking), como la principal forma en que la adopción de la Industria 4.0 impulsa la innovación de modelos de negocio, al menos para los puertos marítimos con las características y circunstancias de Barcelona.
En el Capítulo 4 pasamos a los flujos de información. Más específicamente, exploramos la influencia que la tecnología de distributed ledger (DLT), más comúnmente conocida como blockchain, podría tener en la adopción de modelos de negocio sostenibles en la industria del transporte marítimo. Uno de los pilares teóricos centrales del estudio es la concepción de la información como recurso, proporcionada por la disciplina Gestión de Recursos de Información. Sobre esta concepción, proponemos el concepto de la circularidad de la información, que tiene lugar cuando la información que se genera como subproducto o resultado de procesos comerciales, se utiliza luego como entrada/recurso para procesos posteriores. Posteriormente, desarrollamos un modelo conceptual que representa la relación entre DLT y el transporte marítimo sostenible, expresado como 5 proposiciones. Para evaluar el modelo, realizamos un estudio de caso exploratorio sobre TradeLens, una plataforma de información basada en DLT para cadenas de suministro globales, utilizando la técnica de análisis de contenido. Nuestra evaluación preliminar encuentra que la DLT, al permitir una mayor circularidad de la información y comportamientos asociativos entre los actores de la cadena de suministro, se convierte en un catalizador para modelos de negocio sostenibles, que a su vez impulsan prácticas sostenibles en la industria del transporte marítimo. La investigación amplía la literatura previa sobre la tecnología DLT y su impacto en la economía circular, los modelos de negocios asociativos y la coordinación inter-empresarial en general, en el contexto del transporte marítimo.
El capítulo 5 se centra en los flujos financieros. Presenta un estudio de diseño sobre un problema conocido como la brecha de financiación del comercio (trade finance gap); entendido como la diferencia entre la oferta y la demanda total de financiamiento en el comercio internacional a nivel global. La principal pregunta que se aborda es cómo diseñar un nuevo modelo de negocio que aborde las causas detrás de dicha brecha de financiamiento comercial. Como primer paso, basándonos en literatura académica y gris, clasificamos un conjunto de causas detrás de la problemática, según estén relacionadas con la oferta (es decir, que pertenezcan a la capacidad de las instituciones financieras para proporcionar financiamiento comercial) relacionadas con la demanda (relativas a las empresas que necesitan financiación comercial), o ambas. Adentrándonos en la teoría de la intermediación financiera, analizamos a continuación el novedoso concepto de finanzas descentralizadas (DeFi), proponiendo un significado más amplio que el prevaleciente, que lo reduce a funciones basadas en tecnología blockchain y criptomonedas. Nuestro significado más amplio se basa en cuatro perspectivas: DeFi como desintermediación, como disminución de la concentración, como desagregación de las funciones financieras y como financiación alternativa. Luego, el capítulo presenta un modelo de un sistema basado en DeFi para la financiación del comercio, más específicamente, para el procesamiento de créditos documentarios. En él, describimos cómo el modelo difiere y mejora el instrumento de financiación comercial más tradicional: la carta de crédito. Lo que es más importante, en línea con la metodología de Investigación de Diseño Científico (Design Science Research), evaluamos cómo el modelo aborda las causas detrás de la problemática de la brecha de financiamiento comercial, así como sus contribuciones teóricas. La conclusión es que un modelo basado en DeFi para la financiación del comercio puede reducir los costes de transacción, aumentar la liquidez y proporcionar mejor información sobre las empresas para mejorar su evaluación de la solvencia.
Para concluir, esta disertación explora cómo la transformación digital afecta o impacta los modelos de negocio en las cadenas de suministro del comercio marítimo. Lo hace mediante la realización de estudios sobre diferentes contextos, cada uno de ellos centrado principalmente en los flujos físicos, de información o financieros. Desde una perspectiva teórica, la disertación proporciona información sobre la interacción entre los tres flujos en el comercio marítimo; con un enfoque especial en cómo la transformación digital, al afectar esta interacción, impulsa o contribuye a la adopción de nuevos modelos de negocio. Más específicamente, las tecnologías de Industria 4.0 como IoT o DLT mejoran la forma en que los flujos de información interactúan con los flujos físicos y financieros. Desde una perspectiva práctica/gerencial, la investigación proporciona información útil para los ejecutivos de negocios y los diseñadores de políticas sobre cómo se debe enfrentar la transformación digital a nivel estratégico, táctico y operativo. Al comprender cómo las nuevas tecnologías afectan las formas en que se crea, distribuye y captura el valor, los tomadores de decisiones pueden diseñar mejores modelos de negocio, aumentando la competitividad; o implementar políticas y estrategias más adecuadas. Lo que es más importante, la disertación tiene como objetivo servir como fuente de ideas para aquellos emprendedores que, a través de sus startups, diseñarán y desarrollarán casos de uso innovadores y modelos de negocio para la industria marítima.