Industry 4.0 tools for lean manufacturing : an empirical analysis for the assessment of the adoption state of these tools in European manufacturing firms

The aim of this research is to understand why and how the relationship between Lean Manufacturing and Industry 4.0 is experienced in practical business processes, which are the implications on performances and the associations with environmental factors, developing a knowledge base on their barriers, drivers, impacts, and possible mechanisms of implementation. The study highlights in a concise but comprehensive way a detailed picture of empirical applications of tools combining Lean Manufacturing and Industry 4.0 paradigms. A “mixed-method” empirical analysis has been conducted: a survey research with 107 European manufacturing firms and a subsequent multiple case studies research with 6 selected Italian respondents among the survey sample. The questionnaire covers the topics of the adoption rate of the 22 selected digital tools to support Lean Manufacturing, their impact on performances, and possible associations with contextual factors. On the other hand, the case studies cover the topics of the pre-requisite forces needed for a proper adoption, the guidelines for their implementation and reasons for the non-implementation of such instruments. Our findings confirm previous studies postulating the existence of a bi-directional relationship between Lean Manufacturing and Industry 4.0 technologies, adding the perspective of practitioners. According to previous studies, contextual factors do not seem to have a strong influence on the company's digitisation process, however, especially the size of the company could influence the adoption rate of some specific digital tools. Moreover, the study confirms the expected positive impact on operational performances from the implementation of such tools and identifies some possible connections between individual instruments and operational performances. Finally, a list of facilitators, pre-requisites as well as difficulties encountered by practitioners has been produced highlighting the central role of skilled people in the digital transformation. An initial framework for decision making is proposed combining all the factors considered by the interviewees to implementation of digital tools.

Lo scopo della nostra ricerca è quello di capire “perché” e “come” la relazione tra Lean Manufacturing e Industria 4.0 si manifesta nei processi aziendali reali. In particolare, si vuole sviluppare una base di conoscenza per accademici e professionisti sulle barriere, sui drivers, sui meccanismi di implementazione, e sugli impatti di nuovi strumenti digitali nel settore manifatturiero. Per fare questo, è stata condotta un'analisi empirica a "metodo misto" composta da: una survey con 107 aziende manifatturiere europee e una successiva serie di casi studio con 6 intervistati italiani, selezionati dal campione della survey. La survey investiga i temi riguardanti il tasso di adozione di 22 strumenti digitali a supporto della Lean Manufacturing selezionati, il loro impatto sulle prestazioni e le possibili associazioni con le caratteristiche dell’azienda. Nei casi di studio si investigano i prerequisiti necessari per la corretta adozione di questi strumenti, le linee guida per la loro l’implementazione e le ragioni della non-implementazione di alcuni di essi. I risultati confermano l'esistenza di una relazione bidirezionale tra i due paradigmi, aggiungendo la prospettiva dei professionisti di settore. Inoltre, le caratteristiche dell’azienda non sembrano avere una forte influenza sul processo di digitalizzazione, anche se per pochi strumenti digitali, il tasso di adozione è significativamente diverso fra grandi e piccole-medie imprese. Lo studio conferma che l’adozione di nuove tecnologie ha un impatto positivo sulle performance; inoltre, in questa ricerca vengono individuate alcune possibili connessioni tra i singoli strumenti digitali e le performance operative. L’analisi delle testimonianze aziendali ci ha permesso di creare un elenco di facilitatori, di prerequisiti e di difficoltà incontrate dagli utilizzatori intervistati. Questi risultati hanno evidenziato il ruolo centrale rappresentato dalle persone nella trasformazione digitale delle aziende. Infine, si propone un framework a supporto del processo decisionale combinando i principali fattori che vengono considerati durante il processo decisionale riguardante l’adozione di una nuova tecnologia.