Advancing circular manufacturing: an operational roadmap and multi-case validation

In an industrial context increasingly affected by environmental, regulatory and market pressures, the transition to sustainable production models is a strategic priority for manufacturing companies. This thesis aims to support firms in renewing their operations according to the principles of the circular economy, through a critical review of operational processes, the adoption of enabling technologies and the strategic involvement of stakeholders. Starting from a systematic review of the academic literature, the consistency between circular economy strategies and the operational processes required to implement them was examined in depth, with the aim of maximising resource efficiency throughout the entire life cycle. The work consists of three main contributions: (1) a mapping of the state of the art on the adoption of the circular economy in manufacturing companies, highlighting drivers, barriers and operational strategies; (2) the construction of an operational roadmap that guides the concrete implementation of circular principles through seven phases, from initial diagnosis to implementation; (3) empirical validation of the model through real business cases, obtained through in-depth interviews with companies showing different degrees of maturity in the circular transition. The evidence gathered demonstrates the robustness and flexibility of the proposed model, which can be adapted to diverse business contexts, and highlights the key role of tools such as digital twins, Life Cycle Assessment, and digital platforms in enabling sustainable operations management. The thesis contributes to the academic and practical debate on the implementation of the circular economy in the manufacturing industry, offering an operational tool to guide the transition and promote environmental, economic, and social sustainability.

In un contesto industriale sempre più sollecitato da pressioni ambientali, normative e di mercato, la transizione verso modelli produttivi sostenibili rappresenta una priorità strategica per le imprese manifatturiere. Questa tesi si propone di supportare tali realtà nel rinnovare le proprie operazioni secondo i principi dell’economia circolare, mediante una revisione critica dei processi operativi, l’adozione di tecnologie abilitanti e il coinvolgimento strategico degli stakeholder. Partendo da una sistematica rassegna della letteratura accademica, è stata approfondita la coerenza tra le strategie di economia circolare e i processi operativi necessari per attuarle, con l’obiettivo di massimizzare l’efficienza delle risorse lungo l’intero ciclo di vita. Il lavoro si articola in tre principali contributi: (1) una mappatura dello stato dell’arte sull’adozione dell’economia circolare nelle imprese manifatturiere, evidenziando driver, barriere e strategie operative; (2) la costruzione di una roadmap operativa che guida l’implementazione concreta dei principi circolari attraverso sette fasi, dall'analisi iniziale alla misurazione dei risultati; (3) la validazione empirica del modello tramite casi aziendali reali, ottenuti attraverso interviste approfondite con aziende che mostrano gradi di maturità diverse nella transizione circolare. Le evidenze raccolte dimostrano la robustezza e la flessibilità del modello proposto, adattabile a contesti aziendali eterogenei, e sottolineano il ruolo chiave di strumenti come il digital twin, il Life Cycle Assessment, e le piattaforme digitali per abilitare una gestione sostenibile delle operazioni. La tesi contribuisce al dibattito accademico e pratico sull’implementazione dell’economia circolare nell’industria manifatturiera, offrendo uno strumento operativo per guidare la transizione e promuovere la sostenibilità ambientale, economica e sociale.