Systemic Sustainability and Agility as New Organizational Paradigms for Managing Complexity in Supply Chains

This doctoral dissertation investigates systemic sustainability and organizational agility as a joint paradigm for managing complexity in manufacturing supply chains in the transition from Industry 4.0 to Industry 5.0 and toward Industry 6.0. As climate, environmental, social, and supply-chain pressures intensify, they expose the limits of digitally advanced Industry 4.0 models narrowly focused on short-term financial performance. Systemic sustainability is framed as a holistic vision in which economic, environmental, social, and technological dimensions co-evolve, while agility is understood as a dynamic capability to reconfigure resources and relationships without losing alignment with long-term sustainability goals. The thesis is presented as a compendium of three peer-reviewed articles conceived as interconnected research blocks. Taken together, they address one central question: how can systemic sustainability in manufacturing contexts be conceptualized and analyzed so that it becomes an operational basis for decision-making in complex and agile supply chains? Four themes structure the work: (i) the territorial embeddedness of industrial districts; (ii) the integration of thermoeconomic principles into management studies; (iii) the design of a data-driven Social Organizational Life Cycle Assessment (SO-LCA) methodology; and (iv) the combined contribution of geoanthropological, thermoeconomic, and social data-driven perspectives to the integrated management of sustainability and agility within the Industry 5.0 framework. The empirical focus is the Italian ceramic district of Sassuolo, Europe’s leading ceramic tile cluster and a highly energy- and resource-intensive industrial system, which serves as a representative testing ground for the proposed frameworks. The first article develops a geoanthropological framework that interprets industrial districts as socio-technical-territorial systems. Applied to the ceramic district, it identifies seven key dimensions of systemic sustainability, analyzes their evolution under technological change and crises, and proposes a geoanthropology-informed systemic sustainability index as a diagnostic and monitoring tool. The second article presents the thermoeconomic framework Systemic Exergy Management (SYMΞX). Drawing on thermodynamics, thermoeconomics, and management, it argues that exergy, understood as the maximum amount of useful work obtainable from a system, provides a more appropriate physical basis than energy balances alone or purely monetary metrics for assessing efficiency and pressure on natural resources. The third article designs and validates a data-driven SO-LCA methodology for the ceramic sector, aligned with UNEP guidelines and emerging European ESG and due diligence requirements. Using internal organizational data, Principal Component Analysis, and sigmoid normalization, it constructs synthetic indices of social performance and identifies social hotspots relevant both for regulatory compliance and for agile, human-centric management. Overall, the thesis shows that systemic sustainability can be operationalized through three complementary frameworks capable of linking the micro, meso, and macro levels of productive systems. The conclusions highlight that systemic sustainability and organizational agility are not antagonistic, but mutually reinforcing, especially in highly energy- and resource-intensive sectors such as the Italian ceramic industry.

Questa tesi di dottorato indaga la sostenibilità sistemica e l’agilità organizzativa come paradigma congiunto per la gestione della complessità nelle catene di fornitura manifatturiere nella transizione da Industry 4.0 a Industry 5.0 e verso Industry 6.0. L’intensificarsi delle pressioni climatiche, ambientali, sociali e lungo le supply chain mette in evidenza i limiti di modelli di Industry 4.0 digitalmente avanzati ma concentrati in modo ristretto sulla performance finanziaria di breve periodo. La sostenibilità sistemica viene inquadrata come una visione olistica in cui le dimensioni economica, ambientale, sociale e tecnologica coevolvono, mentre l’agilità è trattata come una capacità dinamica di riconfigurare risorse e relazioni senza perdere l’allineamento con obiettivi di sostenibilità di lungo termine. La tesi si presenta come un compendio di tre articoli sottoposti a revisione paritaria, concepiti come blocchi di ricerca interconnessi. Nel loro insieme affrontano una domanda centrale: in che modo la sostenibilità sistemica nei contesti manifatturieri può essere concettualizzata e analizzata affinché diventi una base operativa per il decision-making in catene di fornitura complesse e agili? Quattro temi strutturano il lavoro: (i) il radicamento territoriale dei distretti industriali; (ii) l’integrazione dei principi termoeconomici nelle scienze di gestione; (iii) la progettazione di una metodologia di Social Organizational Life Cycle Assessment (SO-LCA) basata sui dati; e (iv) il contributo congiunto delle prospettive geoantropologica, termoeconomica e social data-driven alla gestione integrata di sostenibilità e agilità nel quadro di Industry 5.0. Il fulcro empirico è il distretto ceramico italiano di Sassuolo, principale cluster europeo di piastrelle ceramiche e sistema industriale ad alta intensità energetica e di risorse, che funge da banco di prova rappresentativo per i framework proposti. Il primo articolo sviluppa un framework geoantropologico che interpreta i distretti industriali come sistemi socio-tecnico-territoriali. Applicato al distretto ceramico, identifica sette dimensioni chiave della sostenibilità sistemica, ne analizza l’evoluzione sotto l’effetto di cambiamenti tecnologici e crisi, e propone un indice di sostenibilità sistemica ispirato alla geoantropologia come strumento di diagnosi e monitoraggio. Il secondo articolo presenta il framework termoeconomico Systemic Exergy Management (SYMΞX). Basandosi su termodinamica, termoeconomia e management, sostiene che l’exergia, intesa come la massima quantità di lavoro utile ottenibile da un sistema, offra una base fisica più adeguata dei soli bilanci energetici o delle metriche puramente monetarie per valutare efficienza e pressione sulle risorse naturali. Il terzo articolo progetta e valida una metodologia SO-LCA data-driven per il settore ceramico, allineata alle linee guida UNEP e ai requisiti ESG e di due diligence emergenti in Europa. Utilizzando dati organizzativi interni, Analisi delle Componenti Principali e normalizzazione sigmoide, costruisce indici sintetici di performance sociale e individua hotspot sociali rilevanti sia per la conformità regolatoria sia per una gestione agile e human-centric. Nel complesso, la tesi mostra che la sostenibilità sistemica può essere resa operativa attraverso tre framework complementari, capaci di collegare i livelli micro, meso e macro dei sistemi produttivi. Le conclusioni evidenziano che sostenibilità sistemica e agilità organizzativa non sono antagoniste, ma reciprocamente rafforzative, soprattutto nei settori ad alta intensità di energia e risorse come l’industria ceramica italiana.