How to be sustainable through the implementation of digital technologies and lean practices: development of a quantitative model of relations between Industry 4.0, lean and green variables

The aim of this thesis is to analyse the key variables, proper of the Industry 4.0, the Lean Manufacturing and the Green paradigm, to study their relations and to define how the digital and lean ones can impact and support the green variables. The result obtained equals to a quantitative model that provides a priority order regarding the implementation and/or improvement of practices, technologies and strategies of an organization’s processes with the ultimate goal of developing them in a sustainable environment. The starting point of the work was the study of the literature that allowed the identification of twenty-seven variables, distributed among the three study contexts, and their relations. These were subsequently applied to an ISM-MICMAC analysis. The variables have been divided into six levels, generating a hierarchy according to the importance and influence of each and in addition, they have been clustered into four groups by highlighting their level of criticality. The theoretical results obtained were finally validated in order to support them in a real context, by interviewing a sample company, advanced in the three paradigms of reference. This way, the quantitative model turned out to be a roadmap for each organization who decides to apply it, by customizing the model on its level of maturity, on the level of digital technologies, lean practices implementation, and on the level of sustainability (environmental, economic and social) achieved till date. One limitation relates to the lack of literature that highlights the real combination and application of variables, typical of Industry 4.0, Lean and Green paradigms, caused mainly by the novelty that the paradigms themselves report. As a result, further research might explore the implementation of the model developed and its validation in the field with quantitative data.

Lo scopo di questa tesi è quello di analizzare le variabili decisionali proprie dell’Industria 4.0, della Lean Manufacturing e del paradigma Green, studiare le loro relazioni, e definire come quelle relative al tema industriale e al tema lean possano impattare e supportare le variabili di tipo “Green”. Il risultato ottenuto equivale ad un modello quantitativo che fornisce un ordine prioritario da seguire in merito all’implementazione e/o miglioramento di pratiche, tecnologie e strategie dei processi di un’organizzazione, avendo come scopo ultimo lo sviluppo degli stessi in ambito sostenibile. Il punto di partenza del lavoro svolto è stato lo studio della letteratura che ha permesso di identificare ventisette variabili, distribuite nei tre contesti di studio, e le loro relazioni. Queste sono state successivamente applicate ad una analisi di tipo ISM-MICMAC. Tali variabili sono state suddivise in sei livelli, creando una gerarchia tra le stesse in funzione dell’importanza ed influenza di ciascuna ed in aggiunta, sono state suddivise in quattro gruppi, evidenziando il livello di criticità delle stesse. I risultati teorici ottenuti sono stati infine validati, in modo da supportare gli stessi in un contesto reale, intervistando un’azienda campione avanzata nei tre paradigmi di riferimento. In tale modo, il modello quantitativo risulta essere una roadmap per ciascuna azienda che decida di applicarla, personalizzando il modello sul proprio livello di maturità, sul proprio livello di implementazione di tecnologie digitali e pratiche lean e sul livello di sostenibilità (ambientale, economica e sociale) odierno. Un limite emerso risulta essere la mancanza di letteratura che evidenzi una reale combinazione e applicazione di variabili, proprie dell’Industria 4.0, della Lean e del paradigma Green, causata principalmente dalla novità che esse stesse riportano. Come conseguenza, una futura ricerca può quindi essere l’effettiva implementazione del modello sviluppato e la sua validazione sul campo con dati quantitativi.