Механізми підвищення ефективності діяльності підприємств в умовах індустрії 4.0

Abstract

Козловський А.В. Механізми підвищення ефективності діяльності підприємств в умовах індустрії 4.0. – Кваліфікаційна наукова праця на правах рукопису. Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора філософії за спеціальністю 073 «Менеджмент». Тернопільський національний технічний університет ім. І. Пулюя, Міністерства освіти і науки України, Тернопіль, 2026. Дисертаційна робота присвячена вирішеню актуального науково- практичного завдання підвищення ефективності діяльності підприємств в умовах розвитку Індустрії 4.0, що передбачає комплексне впровадження цифрових технологій у виробничо-господарську, управлінську та стратегічну діяльність суб’єктів господарювання, з урахуванням динамічних змін у середовищі функціонування, викликаних як внутрішніми чинниками, так і глобальними трансформаційними процесами, зокрема цифровізацією, геополітичними ризиками, воєнними діями та нестабільністю національної економіки. Дисертаційне дослідження складається із вступу, трьох розділів основної частини, висновків, списку використаних джерел та додатків. У першому розділі «Теоретичні основи до визначення ефективності діяльності підприємства в умовах Індустрії 4.0» поглиблено розкрито генезис наукових підходів до трактування категорії «ефективність підприємства» та доведено, що в умовах цифрової економіки вона набуває системного, багатокритеріального й динамічного характеру. Показано еволюцію поглядів від класичного розуміння ефективності як співвідношення «результат– витрати» і максимізації прибутку до сучасних підходів, що враховують продуктивність ресурсів, створення доданої вартості, інноваційність, стійкість бізнес-моделі, а також здатність підприємства до безперервної адаптації під впливом технологічних, ринкових і інституційних змін. Наголошено, що у парадигмі Індустрії 4.0 ефективність не зводиться до фінансового результату, а відображає інтегральний ефект від цифровізації бізнес-процесів, управлінських рішень та організаційної трансформації. У роботі аргументовано, що сучасна ефективність підприємства формується в межах взаємопов’язаних складових: економічної, соціальної, екологічної та операційної. Економічну ефективність розкрито як здатність забезпечувати фінансову результативність, конкурентні переваги та віддачу від інвестицій у цифрові рішення (зростання продуктивності, маржинальності, оборотності капіталу, стійкості грошових потоків). Соціальна ефективність охарактеризована через підвищення якості зайнятості, розвиток цифрових компетентностей персоналу, безпечні умови праці, зростання залученості працівників і формування цифрової корпоративної культури, що виступає передумовою результативного впровадження змін. Екологічну ефективність розглянуто як здатність підприємства мінімізувати негативний вплив на довкілля шляхом застосування цифрових технологій моніторингу та оптимізації ресурсоспоживання (енергія, вода, матеріали), підвищення прозорості екологічних показників і переходу до принципів циркулярної економіки. Операційну ефективність деталізовано як досягнення високих параметрів якості, швидкості та надійності процесів на основі автоматизації, цифрового контролю, аналітики даних і стандартизації управлінських процедур. Встановлено, що у середовищі Індустрії 4.0 відбувається зміщення акценту з «ефективності окремих функцій» до ефективності наскрізних бізнес- процесів і цифрових екосистем (постачальники – виробництво – логістика – збут – клієнт). У зв’язку з цим у розділі здійснено класифікацію видів ефективності за низкою ознак: за рівнем управління (операційна, тактична, стратегічна), за часовим горизонтом (коротко-, середньо- та довгострокова), за джерелами формування результату (ресурсна, інноваційна, управлінська, цифрова), за ступенем інтеграції технологій (традиційна, частково цифровізована, цифрово зріла), а також за характером вимірювання (кількісна, якісна, інтегральна). Доведено, що така класифікація створює методичну основу для побудови системи показників, яка дозволяє порівнювати підприємства за рівнем цифрової трансформації та відстежувати динаміку результативності управлінських рішень. Окрему увагу приділено виокремленню ключових характеристик ефективного цифровізованого бізнес-процесу, до яких віднесено: клієнтоорієнтованість і націленість на створення цінності; прозорість і керованість процесу на основі даних; інтегрованість інформаційних потоків між підрозділами та зовнішніми контрагентами; гнучкість і швидкість переналаштування процесу відповідно до змін попиту та ризиків; автоматизацію рутинних операцій; застосування предиктивної аналітики для прогнозування результатів і запобігання відхиленням; кіберстійкість та надійність цифрової інфраструктури; а також вимірюваність результатів через KPI, що відображають економічні, соціальні, екологічні та операційні ефекти. Узагальнення теоретичних положень дозволило сформувати авторське визначення ефективності діяльності підприємства в умовах цифрової трансформації як здатності досягати стратегічних і операційних цілей шляхом інтеграції технологій та інструментів Індустрії 4.0 (штучний інтелект, Інтернет речей (IoT), великі дані (Big Data), автоматизація, робототехніка, блокчейн) у бізнес-процеси та систему управління, забезпечуючи при цьому зростання продуктивності, адаптивності, стійкості й конкурентоспроможності підприємства на основі даноорієнтованого прийняття рішень і безперервних інновацій. Це визначення підкреслює комплексність ефективності, її орієнтацію не лише на результат «тут і зараз», а й на довгострокову спроможність підприємства розвиватися в умовах технологічних і ринкових змін. У другому розділі «Практичні аспекти дослідження ефективності діяльності підприємств в умовах Індустрії 4.0» здійснено прикладне обґрунтування взаємозв’язку між рівнем цифрової трансформації підприємств та результативністю їх господарської діяльності. Проведено комплексний аналіз актуального стану цифровізації українських підприємств із урахуванням галузевих відмінностей, масштабу бізнесу та ресурсних обмежень, що дало змогу окреслити реальні траєкторії переходу до технологій Індустрії 4.0 та визначити ступінь готовності підприємств до даноорієнтованого управління. У межах розділу систематизовано та структуровано ключові напрями впровадження цифрових рішень, зокрема: автоматизацію виробничих і управлінських процесів; використання корпоративних інформаційних систем (ERP/CRM/SCM), цифрових платформ взаємодії з контрагентами; упровадження інструментів бізнес-аналітики та управлінського контролінгу на основі даних; застосування хмарних сервісів для підвищення гнучкості та масштабованості ІТ-інфраструктури; розвиток елементів кібербезпеки та цифрового комплаєнсу; а також інтеграцію технологій Інтернету речей (IoT) у моніторинг виробничого обладнання, логістики та ресурсоспоживання. Особливий акцент зроблено на зростанні ролі штучного інтелекту (AI) й аналітики великих даних (Big Data) як інструментів оптимізації витрат, прогнозування попиту, підвищення точності планування та забезпечення своєчасності управлінських рішень. Обґрунтовано, що цифрові технології впливають на ключові фінансово- економічні показники підприємств не лише прямо (через зниження операційних витрат, підвищення продуктивності праці, скорочення простоїв і втрат), але й опосередковано – через зростання прозорості процесів, покращення якості управлінського обліку, підвищення точності бюджетування, зменшення ризиків помилок і втрат від неефективних рішень. Доведено, що практики цифровізації формують додаткові ефекти у вигляді підвищення швидкості обороту ресурсів, стабілізації грошових потоків, покращення показників рентабельності та зміцнення конкурентних позицій за рахунок підвищення якості сервісу та клієнтоорієнтованості. У розділі оцінено реальні практики цифровізації в контексті ефективності господарської діяльності, зокрема через аналіз трансформацій бізнес-процесів (постачання, виробництво, збут, обслуговування клієнтів), рівня інтеграції цифрових інструментів у управлінський цикл (планування → організація → мотивація → контроль), а також через визначення спроможності підприємств до використання даних як стратегічного ресурсу. Показано, що найбільш результативними є ті підприємства, які реалізують цифровізацію не фрагментарно, а системно – як комплексну зміну технологій, організаційної структури та компетентностей персоналу. Виявлено основні бар’єри та проблеми адаптації українського бізнесу до вимог цифрового середовища: дефіцит фінансових ресурсів та обмеженість інвестицій у ІТ; низький рівень цифрових компетентностей персоналу та опір організаційним змінам; недостатність якісних даних і відсутність формалізованих процедур data governance; фрагментарність ІТ-архітектури та складність інтеграції різнорідних систем; нерозвиненість культури управління на основі даних; загрози кібербезпеки та слабку зрілість механізмів захисту інформації. Окремо підкреслено, що впровадження IoT, AI, хмарних платформ і аналітики даних потребує не лише технологічних рішень, а й змін у методах управління, стандартах процесів та підходах до кадрового забезпечення, що в українських реаліях часто ускладнюється організаційною інерцією й нестабільністю зовнішнього середовища. У третьому розділі «Механізми підвищення ефективності діяльності підприємств в умовах Індустрії 4.0» сформовано цілісну систему управлінських рішень, спрямованих на підвищення результативності підприємств шляхом узгодження цифрових ініціатив із стратегічними цілями розвитку та реальним рівнем цифрової зрілості. Доведено, що ефективність цифрової трансформації визначається не стільки наявністю окремих технологій, скільки якістю їх інтеграції в бізнес-процеси, управлінський цикл і корпоративну інфраструктуру, а також здатністю підприємства забезпечувати безперервність змін і контроль досягнутих ефектів. У межах розділу розроблено удосконалений методичний інструментарій оцінювання ефективності підприємств з урахуванням цифрової зрілості, який передбачає: 1) визначення профілю цифрової трансформації за ключовими функціональними напрямами (управління, виробництво/операції, логістика, маркетинг і збут, робота з клієнтами, фінанси, HR, ІТ-архітектура та кібербезпека); 2) формування системи показників ефективності, що поєднує фінансово-економічні результати з операційними, інноваційними та організаційними ефектами; 3) нормування та зважування індикаторів з урахуванням стратегічних пріоритетів підприємства; 4) побудову інтегрального результативного показника, який дозволяє порівнювати підприємства за рівнем цифрової зрілості та відстежувати динаміку ефектів цифровізації. Такий підхід дає змогу перейти від фрагментарного вимірювання «окремих ІТ-проєктів» до системної оцінки впливу цифрової трансформації на кінцеві результати діяльності. Поряд із цим запропоновано стратегічні підходи до інтеграції цифрових технологій у систему управління підприємством, що базуються на логіці «цілі → цифрові ініціативи → організаційні зміни → вимірювані ефекти». Обґрунтовано доцільність застосування портфельного управління цифровими проєктами, коли ініціативи групуються за очікуваними ефектами (зниження витрат, підвищення продуктивності, зростання доходів, зниження ризиків, підвищення якості та швидкості процесів) і реалізуються з урахуванням обмежень ресурсів та рівня готовності персоналу. Показано, що ефективність інтеграції технологій Індустрії 4.0 (AI, IoT, Big Data, роботизація, RPA, хмарні сервіси, цифрові платформи, блокчейн) забезпечується за умов: стандартизації процесів, наявності якісної даної бази, розвитку data governance, побудови безпечної ІТ-архітектури та формування цифрових компетентностей. Важливим результатом розділу є обґрунтування можливостей адаптації світового досвіду цифровізації до національних умов. Узагальнено практики провідних компаній і країн щодо впровадження смарт-виробництва, цифрових ланцюгів постачання, цифрових платформ взаємодії, підходів до управління змінами та підготовки персоналу. Доведено, що перенесення міжнародних моделей в Україну потребує адаптації до інституційних та ресурсних обмежень: нерівномірності цифрової інфраструктури, обмеженого доступу до інвестицій, підвищених кіберризиків, воєнних загроз і логістичних обмежень. У зв’язку з цим запропоновано орієнтуватися на поетапне впровадження: від базової цифровізації обліку та контролінгу до інтегрованих платформ та інтелектуальної аналітики, з паралельним розвитком кадрового забезпечення та системи управління даними. У підсумку представлено адаптивну модель оцінювання ефективності, яка враховує галузеву специфіку, рівень цифрової трансформації та стратегічні орієнтири розвитку підприємства. Модель передбачає диференціацію управлінських рішень залежно від рівня цифрової зрілості (початковий, середній, високий), визначення пріоритетних «точок росту» для кожної групи підприємств і формування набору рекомендованих інструментів (автоматизація, аналітика, інтеграція систем, цифрові платформи, AI-рішення тощо). Її адаптивність забезпечується можливістю варіювання ваг показників та сценарного аналізу (консервативний, реалістичний, інноваційно-проривний сценарії), що дозволяє обирати оптимальні траєкторії розвитку, оцінювати очікувані ефекти та ризики, а також здійснювати контроль досягнення запланованих результатів. Запропоновані науково-практичні рекомендації мають прикладний характер і можуть бути використані у процесі стратегічного управління, цифрового аудиту, організації виробничих і управлінських процесів, а також для забезпечення сталого розвитку підприємств в умовах нестабільного середовища та обмежених ресурсів.

Kozlovsky A.V. Mechanisms for enhancing enterprise performance in the context of Industry 4.0 – Qualification scientific work in the form of a manuscript. Dissertation for the degree of Doctor of Philosophy in the specialty 073 «Management». Ternopil National Technical University named after I. Pulyuy, Ministry of Education and Science of Ukraine, Ternopil, 2026. The dissertation is devoted to solving the current scientific and practical problem of increasing the efficiency of enterprises in the conditions of the development of Industry 4.0, which involves the comprehensive implementation of digital technologies in the production and economic, managerial and strategic activities of business entities, taking into account dynamic changes in the operating environment caused by both internal factors and global transformation processes, in particular digitalization, geopolitical risks, military actions and instability of the national economy. The dissertation research consists of an introduction, three sections of the main part, conclusions, a list of sources used and appendices. The first section, «Theoretical Foundations for Determining the Efficiency of an Enterprise in the Conditions of Industry 4.0», provides an in-depth analysis of the genesis of scientific approaches to interpreting the category of «enterprise efficiency» and proves that in the conditions of the digital economy it acquires a systemic, multi-criteria and dynamic nature. The evolution of views from the classical understanding of efficiency as the ratio of «results-costs» and profit maximization to modern approaches that take into account resource productivity, added value creation, innovation, business model sustainability, and the ability of an enterprise to continuously adapt under the influence of technological, market and institutional changes is shown. It is emphasized that in the Industry 4.0 paradigm, efficiency is not reduced to financial results, but reflects the integrated effect of the digitalization of business processes, management decisions and organizational transformation. The paper argues that modern enterprise efficiency is formed within the framework of interrelated components: economic, social, environmental and operational. Economic efficiency is revealed as the ability to ensure financial performance, competitive advantages and returns on investments in digital solutions (increased productivity, marginality, capital turnover, cash flow stability). Social efficiency is characterized by improving the quality of employment, developing digital competencies of personnel, safe working conditions, increasing employee involvement and forming a digital corporate culture, which is a prerequisite for the effective implementation of changes. Environmental efficiency is considered as the ability of an enterprise to minimize negative impact on the environment by using digital technologies for monitoring and optimizing resource consumption (energy, water, materials), increasing the transparency of environmental indicators and transitioning to the principles of a circular economy. Operational efficiency is detailed as achieving high parameters of quality, speed and reliability of processes based on automation, digital control, data analytics and standardization of management procedures. It has been established that in the Industry 4.0 environment, there is a shift in emphasis from «the effectiveness of individual functions» to the effectiveness of end-to-end business processes and digital ecosystems (suppliers – production – logistics – sales – customer). In this regard, the section has classified types of efficiency according to a number of characteristics: by management level (operational, tactical, strategic), by time horizon (short, medium and long-term), by sources of result formation (resource, innovative, managerial, digital), by the degree of technology integration (traditional, partially digitalized, digitally mature), as well as by the nature of measurement (quantitative, qualitative, integral). It has been proven that such a classification creates a methodological basis for building a system of indicators that allows comparing enterprises by the level of digital transformation and tracking the dynamics of the effectiveness of management decisions. Particular attention is paid to identifying the key characteristics of an effective digitalized business process, which include: customer-centricity and focus on value creation; transparency and data-driven process management; integration of information flows between departments and external counterparties; flexibility and speed of process reconfiguration in accordance with changes in demand and risks; automation of routine operations; use of predictive analytics to predict results and prevent deviations; cyber resilience and reliability of digital infrastructure; as well as measurability of results through KPIs that reflect economic, social, environmental and operational effects. The generalization of theoretical provisions allowed us to formulate the author's definition of the effectiveness of an enterprise in the context of digital transformation as the ability to achieve strategic and operational goals by integrating Industry 4.0 technologies and tools (artificial intelligence, Internet of Things (IoT), big data (Big Data), automation, robotics, blockchain) into business processes and the management system, while ensuring increased productivity, adaptability, sustainability and competitiveness of the enterprise based on data-driven decision-making and continuous innovation. This definition emphasizes the complexity of efficiency, its orientation not only to the result «here and now», but also to the long-term ability of the enterprise to develop in the context of technological and market changes. In the second section, «Practical Aspects of Researching Enterprise Efficiency in the Conditions of Industry 4.0», an applied justification of the relationship between the level of digital transformation of enterprises and the effectiveness of their economic activities is provided. A comprehensive analysis of the current state of digitalization of Ukrainian enterprises is carried out, taking into account industry differences, business scale and resource constraints, which made it possible to outline the real trajectories of the transition to Industry 4.0 technologies and determine the degree of readiness of enterprises for dataoriented management. The section systematizes and structures key areas for implementing digital solutions, in particular: automation of production and management processes; use of corporate information systems (ERP/CRM/SCM), digital platforms for interaction with counterparties; implementation of data-based business analytics and management controlling tools; use of cloud services to increase the flexibility and scalability of IT infrastructure; development of cybersecurity and digital compliance elements; as well as the integration of Internet of Things (IoT) technologies into the monitoring of production equipment, logistics and resource consumption. Particular emphasis is placed on the growing role of artificial intelligence (AI) and big data analytics (Big Data) as tools for cost optimization, demand forecasting, increasing planning accuracy and ensuring timeliness of management decisions. It is substantiated that digital technologies affect key financial and economic indicators of enterprises not only directly (by reducing operating costs, increasing labor productivity, reducing downtime and losses), but also indirectly - by increasing process transparency, improving the quality of management accounting, increasing budgeting accuracy, reducing the risk of errors and losses from ineffective decisions. It is proven that digitalization practices create additional effects in the form of increasing the speed of resource turnover, stabilizing cash flows, improving profitability indicators and strengthening competitive positions by improving the quality of service and customer orientation. The section assesses real digitalization practices in the context of business efficiency, in particular through the analysis of business process transformations (supply, production, sales, customer service), the level of integration of digital tools into the management cycle (planning → organization → motivation → control), as well as through determining the ability of enterprises to use data as a strategic resource. It is shown that the most effective are those enterprises that implement digitalization not fragmentarily, but systematically – as a comprehensive change in technologies, organizational structure and personnel competencies. The main barriers and problems of adapting Ukrainian business to the requirements of the digital environment are identified: shortage of financial resources and limited investment in IT; low level of digital personnel competencies and resistance to organizational changes; insufficient quality data and lack of formalized data governance procedures; fragmentation of IT architecture and complexity of integrating heterogeneous systems; underdevelopment of data-based management culture; cybersecurity threats and weak maturity of information protection mechanisms. It is separately emphasized that the implementation of IoT, AI, cloud platforms, and data analytics requires not only technological solutions, but also changes in management methods, process standards, and approaches to staffing, which in Ukrainian realities is often complicated by organizational inertia and instability of the external environment. In the third section, «Mechanisms for Increasing Enterprise Efficiency in the Conditions of Industry 4.0», a holistic system of management decisions aimed at increasing the efficiency of enterprises by aligning digital initiatives with strategic development goals and the real level of digital maturity has been formed. It has been proven that the efficiency of digital transformation is determined not so much by the availability of individual technologies as by the quality of their integration into business processes, the management cycle and corporate infrastructure, as well as by the ability of the enterprise to ensure continuity of changes and control of the achieved effects. Within the framework of the section, an improved methodological toolkit for assessing the efficiency of enterprises taking into account digital maturity has been developed, which provides for: 1) determining the profile of digital transformation by key functional areas (management, production/operations, logistics, marketing and sales, customer service, finance, HR, IT architecture and cybersecurity); 2) forming a system of performance indicators that combines financial and economic results with operational, innovative and organizational effects; 3) standardization and weighting of indicators taking into account the strategic priorities of the enterprise; 4) construction of an integral performance indicator, which allows comparing enterprises by level of digital maturity and tracking the dynamics of digitalization effects. This approach makes it possible to move from fragmentary measurement of «individual IT projects» to a systematic assessment of the impact of digital transformation on the final results of activity. Along with this, strategic approaches to integrating digital technologies into the enterprise management system are proposed, based on the logic of «goals → digital initiatives → organizational changes → measurable effects». The feasibility of using portfolio management of digital projects is substantiated, when initiatives are grouped by expected effects (reducing costs, increasing productivity, increasing revenues, reducing risks, improving the quality and speed of processes) and are implemented taking into account resource limitations and the level of staff readiness. It is shown that the effectiveness of the integration of Industry 4.0 technologies (AI, IoT, Big Data, robotics, RPA, cloud services, digital platforms, blockchain) is ensured under the following conditions: standardization of processes, availability of a high-quality data base, development of data governance, construction of a secure IT architecture and formation of digital competencies. An important result of the section is the justification of the possibilities of adapting the world experience of digitalization to national conditions. The practices of leading companies and countries regarding the implementation of smart production, digital supply chains, digital interaction platforms, approaches to change management and personnel training are summarized. It is proven that the transfer of international models to Ukraine requires adaptation to institutional and resource constraints: uneven digital infrastructure, limited access to investments, increased cyber risks, military threats and logistical constraints. In this regard, it is proposed to focus on phased implementation: from basic digitalization of accounting and controlling to integrated platforms and intelligent analytics, with parallel development of human resources and data management systems. As a result, an adaptive model of performance assessment is presented, which takes into account industry specifics, the level of digital transformation and strategic guidelines for the development of the enterprise. The model provides for the differentiation of management decisions depending on the level of digital maturity (initial, medium, high), the identification of priority «growth points» for each group of enterprises and the formation of a set of recommended tools (automation, analytics, systems integration, digital platforms, AI solutions, etc.). Its adaptability is ensured by the possibility of varying the weights of indicators and scenario analysis (conservative, realistic, innovative and breakthrough scenarios), which allows choosing optimal development trajectories, assessing expected effects and risks, and monitoring the achievement of planned results. The proposed scientific and practical recommendations are of an applied nature and can be used in the process of strategic management, digital audit, organization of production and management processes, as well as to ensure the sustainable development of enterprises in an unstable environment and limited resources.