A dimensional framework for lean automation

Lean Production practices have been implemented for several decades in the manufacturing sector to reduce complexity while improving productivity of the production processes. Nevertheless, nowadays market requirements are highlighting the limits of the traditional Lean system that does not seem to be flexible enough to provide highly customized products in a timely way. With the introduction of advanced Industry 4.0 technologies, new opportunities have arisen to respond promptly to the mass-customization trend. Lean Automation combines Lean Production practices with the right amount of Industry 4.0 technologies and has the potentialities to reach the next level operational excellence. However, the current literature lacks a clear framework that links practices, technologies and tools of the two paradigms. Thereby, this study is aiming at providing the first dimensional framework of Lean Automation. This has been achieved through a key set of measuring items, 41 Lean Production practices and 10 Industry 4.0 technologies, that allowed to assess the implementation level of the two paradigms in 191 manufacturing companies. These 51 items have been respectively reduced into 10 Lean Production dimensions and 2 Industry 4.0 dimensions already defined in the literature (Shah and Ward, 2007; Tortorella et al., 2017). From these 12 first-order dimensions, 2 underlying Lean Automation principal components have been extracted through a Principal Component Analysis and validated through a Confirmatory Factor Analysis. Eventually, the positive impact of the Lean Automation components on operational performance improvements has been assessed. The study has fulfilled the literature gap on the relationship between Lean Production and Industry 4.0 by providing a Lean Automation dimensional framework and can be considered as one of the pioneers in analyzing the topic in such a detailed way. Moreover, from a practical perspective, the results from the analysis provide managers a guideline for efficient exploitation of the synergies that arise from the interplay of Lean Production and Industry 4.0 in order to achieve higher operational performance levels.

Le pratiche di Lean Production sono state implementate per diversi decenni nel settore manifatturiero per ridurre la complessità e migliorare la produttività del processo produttivo. Tuttavia, oggi le esigenze del mercato stanno evidenziando i limiti del tradizionale sistema Lean che non sembra essere abbastanza flessibile per fornire prodotti altamente personalizzati in modo tempestivo. Con l'introduzione delle tecnologie avanzate dell’Industria 4.0, sono emerse nuove opportunità per rispondere prontamente al trend della personalizzazione di massa. Lean Automation combina le pratiche di Lean Production con la giusta quantità di tecnologie Industry 4.0 e ha le potenzialità per portare l'eccellenza operativa ad un livello superiore. Tuttavia, la letteratura attuale è priva di un modello chiaro che colleghi le pratiche, le tecnologie e gli strumenti dei due paradigmi. Di conseguenza, questo studio mira a fornire il primo modello dimensionale alla base della Lean Automation. L’obiettivo è stato raggiunto attraverso un set chiave di elementi di misura, 41 pratiche di Lean Production e 10 tecnologie Industry 4.0, che hanno permesso di valutare il livello di implementazione dei due paradigmi in 191 aziende manifatturiere. Questi 51 elementi sono stati ridotti rispettivamente in 10 dimensioni Lean Production e 2 dimensioni Industria 4.0 già definite in letteratura (Shah e Ward, 2007; Tortorella et al., 2017). Da queste 12 dimensioni di primo ordine, stati estratti 2 componenti principali Lean Automation attraverso un'Analisi dei Componenti Principali e validati attraverso un'Analisi Confermativa dei Fattori. Infine, è stato valutato l'impatto positivo dei componenti Lean Automation sui miglioramenti delle prestazioni operative. Lo studio ha colmato la lacuna della letteratura sulla relazione tra Lean Production e Industria 4.0 fornendo un modello dimensionale alla base della Lean Automation e che può essere considerato uno dei pionieri nell'analizzare l'argomento in modo così dettagliato. Inoltre, da un punto di vista pratico, i risultati dell'analisi forniscono ai manager una linea guida per uno sfruttamento efficiente delle sinergie che derivano dall'interazione tra Lean Production e Industria 4.0 al fine di raggiungere livelli di prestazioni operative più elevati.