Twin transition integration in the food manufacturing sector: a roadmapping framework

Institutions, companies, and consumers are increasingly aware of the modern environmental crisis. Consequently, sustainability, encompassing economic, environmental, and social aspects, is at the core of continuous discussion, driving companies to evolve their operations towards more sustainable practices. In the industrial sector, new technologies within the Industry 4.0 paradigm have emerged to support this goal. The convergence of the green and digital transitions is termed the Twin Transition, recognized as a key element in European Commission policies. However, numerous manufacturing companies still struggle to implement transition projects that integrate new technologies to enhance their environmental performance. The main objective of this thesis is, therefore, to investigate how companies can be practically supported and guided through the Twin Transition journey. To achieve this, a systematic literature review was conducted on managerial tools, such as roadmapping and maturity models, aimed at supporting the green and/or digital transition in the food manufacturing sector. This analysis led to the identification of fundamental success requirements and key technologies. Nevertheless, a scarcity of generalized managerial tools that could serve as an initial guide for any food manufacturing company was highlighted. The primary contribution of this thesis is the development of a multi-level roadmapping framework (Why, What, How). This tool is specifically designed for food sector projects targeting green goals (such as energy efficiency, water use optimization, resource consumption reduction, food waste reduction, traceability, and monitoring) through the use of I4.0 technologies (Smart Sensors, IoT, Big Data Analytics, AI, Digital Twin). Practical guidelines for tackling the transition are also provided. Finally, the CLARUS project, with a focus on the Ardo Benimondo pilot case, was used as a case study to demonstrate the real-world application of the Twin Transition, confirming the roadmapping framework’s consistency and robustness.

Istituzioni, aziende e consumatori sono sempre più consapevoli della crisi ambientale contemporanea. Di conseguenza, la sostenibilità, intesa nelle sue dimensioni economica, ambientale e sociale, è al centro di un dibattito continuo che spinge le imprese a orientare le proprie operazioni verso pratiche più sostenibili. Nel settore industriale, le nuove tecnologie appartenenti al paradigma di Industria 4.0 sono emerse come strumenti chiave a supporto di questo obiettivo. La convergenza tra transizione verde e transizione digitale è definita “Twin Transition”, e rappresenta un elemento fondamentale delle politiche della Commissione Europea. Tuttavia, molte aziende manifatturiere incontrano ancora difficoltà nell’implementare progetti di transizione che integrino nuove tecnologie al fine di migliorare le proprie prestazioni ambientali. L’obiettivo principale di questa tesi è quindi indagare come le imprese possano essere concretamente supportate e guidate nel percorso della doppia transizione. A tal fine, è stata condotta una revisione sistematica della letteratura sui principali strumenti manageriali (come il roadmapping e i modelli di maturità) volti a supportare la transizione verde e/o digitale nel settore della produzione alimentare. Questa analisi ha permesso di individuare i requisiti fondamentali di successo e le tecnologie chiave. È tuttavia emersa una carenza di strumenti manageriali generalizzati che possano fungere da guida iniziale per qualsiasi azienda alimentare. Il principale contributo della tesi consiste nello sviluppo di un framework di roadmapping multilivello (Why, What, How), concepito specificamente per progetti del settore alimentare orientati a obiettivi green (come l’efficienza energetica, l’ottimizzazione dell’uso dell’acqua, la riduzione dei consumi di risorse e degli sprechi alimentari, la tracciabilità e il monitoraggio) attraverso l’impiego di tecnologie di Industria 4.0 (Smart Sensors, IoT, Big Data Analytics, AI, Digital Twin). Sono inoltre fornite linee guida pratiche per affrontare la transizione. Infine, il progetto CLARUS, con particolare riferimento al caso pilota di Ardo Benimondo, è stato utilizzato come case study per dimostrare l’applicazione concreta della doppia transizione, confermando la coerenza e la solidità del framework di roadmapping proposto.