Lean 4.0: beyond lean production, a look into the synergetic nexus between two disruptive paradigms

Lean Production (LP) is the most adopted managerial paradigm in the manufacturing world. Born as Toyota Production System in the 20th century, it focuses on people and processes promising great improvement in the company’s performances. This paradigm has evolved throughout the years making use of the various advancements in technologies. The most recent technological revolution, Industry 4.0 (I4.0), is a case in point. I4.0 is the combination of highly sophisticated technologies connecting the various actors of a manufacturing context in real-time. It aims at improving productivity, speed, flexibility, and quality throughout the whole value chain. The discussion surrounding the interaction between LP and I4.0 gained momentum trying to understand how one paradigm could benefit from the other. This research contributes to that discussion aiming at enriching the body of knowledge by demonstrating the “how”. Through a mixed methodology approach combining both theoretical and empirical studies, we study how the interaction between the two paradigms unfolds in the manufacturing world, and how such interaction impacts operational performances. The research results tackle three levels; the strategic, the tactical, and the operational level. On a strategic level, LP shapes the way digital transformation takes place in a lean environment since it follows lean thinking, is done in small batches, and is based on continuous improvement. On a tactical level, the interaction between the two paradigms manifests itself through the interaction between LP tools and practices, and I4.0 technologies. LP offers a standardized and stable process to be digitalized. I4.0 in turn offers technologies that interact with and empower LP tools and practices to further improve operational performances. Furthermore, the research investigates the functional level of the interaction by empirically surveying the adoption state of lean digital tools and showing a commitment by manufacturers in continuously implementing those tools. The positive impact the interaction has on operational performances is also demonstrated on the functional level. This research contributes to enriching the body of knowledge on the topic and presents the managers the first steps in the empirical validation of the interaction. They can make use of it to compare their current state of operations and the expected one, to ultimately apply lean 4.0 in their operations and reach the expected benefits.

La Lean Production (LP) è il paradigma manageriale più adottato nel mondo manifatturiero. Nato come Toyota Production System nel 20esimo secolo, la LP si concentra su persone e processi con la promessa di apportare un rilevante miglioramento delle prestazioni aziendali. Questo paradigma si è evoluto nel corso degli anni in linea con i vari progressi delle tecnologie. La più recente rivoluzione tecnologica, Industria 4.0 (I4.0), ne è un esempio. I4.0 è la combinazione di tecnologie altamente sofisticate che collegano in tempo reale i vari attori operanti all’interno dei contesti produttivi. La I4.0 mira a migliorare la produttività, la velocità, la flessibilità e la qualità lungo l'intera catena del valore. L’interesse per il tema dell'interazione tra LP e I4.0 è in crescita è già ampiamente discusso; l’obiettivo è comprendere come un paradigma possa trarre vantaggio dall'altro. Questa ricerca contribuisce ad arricchire questo dibattito apportando un contributo teorico all’attuale letteratura dimostrando il "come". Attraverso un approccio metodologico misto che combina studi teorici ed empirici, questo studio di tesi esplora come l'interazione tra i due paradigmi si dispiega nel mondo manifatturiero e come tali interazioni impattino sulle prestazioni operative. I risultati della ricerca affrontano tre livelli; il livello strategico, tattico e operativo. A livello strategico, LP modella il modo in cui la trasformazione digitale avviene in un ambiente snello seguendo il pensiero snello tipico della Lean, ovvero attraverso una produzione eseguita in piccoli lotti e basata sul miglioramento continuo. A livello tattico, l'interazione tra i due paradigmi si manifesta attraverso l'interazione tra strumenti e pratiche di LP e tecnologie I4.0. LP offre un processo standardizzato, costante nel tempo e digitalizzabile. Al contempo, I4.0 offre tecnologie che interagiscono e potenziano gli strumenti e le pratiche LP per migliorare ulteriormente le prestazioni operative. Infine, la ricerca indaga il livello funzionale dell'interazione rilevando empiricamente lo stato di adozione di strumenti digitali snelli e mostrando l’impegno nell'implementazione continua di tali strumenti da parte dei produttori. L'impatto positivo che l'interazione ha sulle performance operative è dimostrato anche a livello funzionale. Questa ricerca contribuisce ad arricchire il corpus di conoscenze sul tema e presenta ai manager i primi passi nella validazione empirica dell'interazione. In particolare, questa ricerca può aiutarli a confrontare il loro stato attuale delle operazioni con quello previsto, con il fine ultimo di incentivare l’applicazione della lean 4.0 nelle loro operazioni e raggiungere i benefici attesi.