Managing Information Asymmetry in Industry 4.0: from Intra-firm Operational Myopia to Inter-firm Tactical Coordination in a Supply Chain

This doctoral thesis addresses the pervasive challenge of information asymmetry in Industry 4.0 supply chains, a phenomenon that hinders efficiency, resilience, and collaboration. The work is structured as an incremental research path that investigates the problem at escalating levels of complexity, from the single firm to the entire supply chain ecosystem, through the development and validation of three interconnected scientific contributions. The first contribution focuses on intra-firm operational myopia. It proposes innovative and "long-sighted" dispatching rules that overcome the limitations of traditional approaches, which evaluate jobs individually. By analyzing potential combinations of future jobs, these new rules enable more informed scheduling decisions, with the objective of proactively minimizing system variability and the overall makespan. This study establishes that broadening the decision-making horizon at the micro-level is a fundamental prerequisite for effective coordination at higher levels. The second study elevates the analysis to inter-firm tactical coordination within a dyadic relationship, where information asymmetry becomes bilateral and tactical. Confronting the limitations of static contracts and unstructured negotiations, an innovative mechanism is proposed that integrates a dynamic lead-time negotiation protocol with an adaptive revenue-sharing scheme. The research demonstrates that while lead-time negotiation alone can enhance responsiveness at the expense of profitability, combining it with a financial mechanism that equitably distributes the costs and benefits of flexibility allows for the recovery of nearly all efficiency losses, thereby fostering genuine collaboration under conditions of operational opacity. The third and final contribution addresses the problem at its most complex and strategic level: the governance of information veracity on digital platforms that orchestrate entire supply chains. It introduces a hybrid architecture governed by a central entity, the Intelligent Mediator (IM). The crucial innovation of this system is its ability to overcome the "temporal disconnect" of traditional reputation systems. The IM transforms credibility from a passive, historical metric into a real-time operational variable: each actor's credibility score, updated instantaneously, endogenously modulates coordination models within the same decision period. In this way, credibility becomes a strategic asset, aligning the incentive for truthful information sharing with immediate operational advantage. Overall, the thesis develops and validates a multi-level framework for mitigating information asymmetry, following a coherent trajectory from the "long-sighted" optimization of a single production process, to the tactical coordination of the dyad, and ultimately to the design of a strategic governance architecture for the entire supply chain ecosystem.

La presente tesi di dottorato affronta la sfida pervasiva dell'asimmetria informativa nelle filiere dell'Industria 4.0, un fenomeno che ostacola l'efficienza, la resilienza e la collaborazione. Il lavoro si articola in un percorso di ricerca incrementale che analizza il problema a livelli di complessità crescenti, partendo dalla singola azienda per arrivare all'intero ecosistema di filiera, attraverso lo sviluppo e la validazione di tre contributi scientifici interconnessi. Il primo contributo si concentra sulla miopia operativa intra-aziendale. Vengono proposte regole di dispacciamento innovative e "lungimiranti" (Long-Sighted) che superano i limiti degli approcci tradizionali, i quali valutano i lotti singolarmente. Analizzando le potenziali combinazioni di lotti futuri, queste nuove regole permettono di prendere decisioni di schedulazione più informate, con l'obiettivo di minimizzare proattivamente la variabilità del sistema e il makespan complessivo. Questo studio dimostra come l'ampliamento dell'orizzonte decisionale a livello micro sia un prerequisito fondamentale per un coordinamento efficace a livelli superiori. Il secondo studio eleva l'analisi al coordinamento tattico inter-aziendale all'interno di una relazione a due (diade), dove l'asimmetria informativa diventa bilaterale e tattica. Affrontando le limitazioni dei contratti statici e delle negoziazioni non strutturate, viene proposto un meccanismo innovativo che integra un protocollo di negoziazione dinamica del lead time con uno schema adattivo di condivisione dei ricavi (adaptive revenue-sharing). La ricerca dimostra che, mentre la sola negoziazione del lead time può aumentare la reattività a scapito della profittabilità, l'abbinamento con un meccanismo finanziario che distribuisce equamente costi e benefici della flessibilità permette di recuperare quasi interamente le perdite di efficienza, promuovendo una collaborazione genuina in condizioni di opacità operativa. Il terzo e ultimo contributo affronta il problema al suo livello più complesso e strategico: la gestione della veridicità delle informazioni su piattaforme digitali che orchestrano intere filiere. Viene presentata un'architettura ibrida governata da un'entità centrale, il Mediatore Intelligente (IM). L'innovazione cruciale di questo sistema è la sua capacità di superare la disconnessione temporale dei tradizionali sistemi reputazionali. L'IM trasforma la credibilità da una metrica storica e passiva a una variabile operativa in tempo reale: il punteggio di credibilità di ciascun attore, aggiornato istantaneamente, modula endogenamente i modelli di coordinamento all'interno dello stesso ciclo decisionale. In questo modo, la credibilità diventa un asset strategico che allinea l'incentivo alla condivisione di informazioni veritiere con un vantaggio operativo immediato. Complessivamente, la tesi sviluppa e valida un framework multi-livello per la mitigazione dell'asimmetria informativa, seguendo una traiettoria coerente che va dall'ottimizzazione "lungimirante" di un singolo processo produttivo, alla coordinazione tattica della diade, fino alla progettazione di un'architettura di governance strategica per l'intero ecosistema di filiera.