The role of the industry 4.0 technologies for organizational sustainability
Author(s)
Margherita, Emanuele Gabriel
Date Issued
April 27, 2021
Type
Doctoral Thesis
Abstract
In the dissertation, I illustrate how organisations deploy Industry 4.0 technologies in a sustainable way. Industry 4.0 refers to a set of advanced digital technologies – including Big Data, Robotics, Internet of Things, and Cloud Manufacturing, which are adopted along the assembly line of manufacturing organisations. Industry 4.0 adoption allows a higher level of automation through the horizontal and vertical integration of production systems driven by real-time data interchange and flexible manufacturing. Industry 4.0 adoption promises to deliver sustainable value for organisations supporting organisation’s economic growth and jointly address sustainability issues. This sustainable value is assessed by the triple bottom line of sustainability that is composed of the economic, environmental and social dimensions. Organisations operate in a sustainable way when deploying Industry 4.0 technologies to deliver sustainable value on the triple bottom line dimensions simultaneously seeking a balance among economic benefits, environmentally-friendly action, and human and social capital development. However, the literature review results of the sustainable value creation of Industry 4.0 adoption reveals a lack of studies that explain how organisations deploy Industry 4.0 technologies in a sustainable way. More specifically, there is a lack of studies that report what is the sustainable value that the adoption of these technologies delivers on the three dimensions of the triple bottom line simultaneously and how these technology adoptions generate it. Also, there is a lack of studies that explain how organisations address the tension between the economic and social dimensions of the Industry 4.0 adoption that impedes achieving sustainable value on the three dimensions of the triple bottom line. I address these gaps by conducting a multiple case study of five Italian manufacturing organisations that adopted Industry 4.0 technologies supporting the three dimensions of the triple bottom line.
The dissertation results show that the Industry 4.0 adoption delivers sustainable value on the three dimensions of the triple bottom simultaneously in forms of higher product quality, more customised products, a more efficient logistic unit and better circulation of information (economic dimension), cleaner production and reduction of paper usage (environmental dimension), new job positions, worker’s empowerment, better work conditions and novel digital competencies for workers (social dimension).
The adoption of Industry 4.0 supports the three dimensions of the triple bottom line when deployed with a worker-centric approach and with continuous retrofitting of Industry 4.0 technologies. This approach pushes the transition to knowledge-intensive companies where workers remain in a pivotal role within the organisation. The core activities of workers shifted from manual tasks to activities related to the use of technology and associated problem-solving. This transition requires a number of knowledge-intensive positions. Moreover, organisations address the social and economic tensions of Industry 4.0 allows automating production activities along the assembly line and supporting workforce empowerment through reduced routine work, enlarged and enriched duties. The dissertation has certain implications for researchers and practitioners.
La presente dissertazione spiega come le organizzazioni impiegano tecnologie di Industria 4.0 in maniera sostenibile. Il termine Industria 4.0 si riferisce a un insieme di tecnologie digitali - tra cui Big Data, Robotica, Internet of Things e Cloud Manufacturing - adottate lungo la catena di montaggio di organizzazioni manufatturiere. L'adozione di Industria 4.0 permette una maggiore livello di automazione attraverso l'integrazione orizzontale e verticale dei sistemi di produzione guidati dallo scambio di dati in tempo reale e da una produzione flessibile. L'adozione dell'Industria 4.0 promette di fornire valore sostenibile per le organizzazioni, supportando congiuntamente la crescita economica dell'organizzazione e mitigando i problemi ambientali e sociali, causate dalle organizzazioni. Questo valore sostenibile è valutato con il framework teorico del triple bottom line della sostenibilità che si compone di tre dimensioni: economica, ambientale e sociale. Le organizzazioni operano in modo sostenibile quando implementano le tecnologie dell'Industria 4.0 al fine di fornire un valore sostenibile sulle tre dimensioni del triple bottom line, contemporaneamente cercando un equilibrio tra i benefici economici, riduzione dell’impatto ambientale e lo sviluppo del capitale umano e sociale. Tuttavia, i risultati della review della letteratura sulla creazione di valore sostenibile dell'adozione dell'Industria 4.0 mostrano pochi studi che spiegano come le organizzazioni utilizzano le tecnologie dell'Industria 4.0 in modo sostenibile. In particolare, pochi studi riportano qual è il valore sostenibile che queste tecnologie forniscono contemporaneamente sulle tre dimensioni del triple bottom line e come queste tecnologie lo generano. Inoltre, non viene spiegato come le organizzazioni risolvano le tensioni tra le dimensioni economiche e sociali dell'adozione dell'Industria 4.0 che impediscono di raggiungere un valore sostenibile sulle tre dimensioni della triple bottom line. Per colmare queste lacune, ho condotto uno studio di caso multiplo considerando cinque organizzazioni manifatturiere italiane che hanno adottato le tecnologie dell'Industria 4.0 supportando le tre dimensioni del triple bottom line.
I risultati della dissertazione mostrano che l'adozione dell'Industria 4.0 genera valore sostenibile sulle tre dimensioni del triple bottom simultaneamente sotto forma di una maggiore quantità e qualità del prodotto, prodotti più personalizzati, un'unità logistica più efficiente e una migliore circolazione delle informazioni (dimensione economica), riduzione dell'uso della carta e materie prime (dimensione ambientale), nuove posizioni lavorative, empowerment dei lavoratori, migliori condizioni di lavoro e nuove competenze digitali per i lavoratori (dimensione sociale).
L'adozione di Industria 4.0 supporta le tre dimensioni del triple bottom line quando viene implementata con un approccio incentrato sui lavoratori e con un continuo aggiornamento delle tecnologie di Industria 4.0. Questo approccio sprona le aziende a trasformarsi in organizzazioni basate sulla conoscenza dove i lavoratori svolgono un ruolo cruciale. Le attività principali dei lavoratori non sono più basate su task manuali ma su attività inerenti la gestione e alla risoluzione dei problemi delle tecnologie. Questa transizione richiede la creazione di nuove posizioni ad alta intensità di conoscenza e di tecnologie che possono essere aggiornate per implementare migliorie proposte dai lavoratori. Inoltre, le organizzazioni risolvono le tensioni tra la sostenibilità sociale ed economica dell'adozione di Industria 4.0 automatizzando le attività di produzione della catena di montaggio e sostenendo l'empowerment dei lavoratori attraverso un lavoro rutinario ridotto, compiti ampliati e arricchiti. La tesi ha implicazioni sia per i ricercatori, che per i professionisti.
Additional information
Dottorato di ricerca in Economia, management e metodi quantitativi
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