Continuamente, las organizaciones enfrentan múltiples desafíos en lo que a eficiencia, eficacia y competitividad se refiere. Las Pymes no escapan a este contexto, sin embargo, para ello se debe direccionar una estrategia clara del negocio que apoye la dinámica de cada empresa, de ahí la importancia de generar modelos de diagnóstico, caracterización y evaluación que lleven a la identificación de patrones de comportamiento orientados a resultados que les permitan potencializar sus indicadores a través de la formación y aplicación de nuevas tecnologías complementarias a los recursos disponibles para su operación. El objetivo de esta propuesta es generar un mockup experimental (modelo de herramienta metodológica) representativo del ecosistema empresarial de la Pyme, que le permita monitorear los parámetros de excelencia operacional (EO) y que incluya aspectos relevantes de la Industria 4.0 (I4.0). Para ello la metodología abordada se divide en cuatro fases: (i) realizar una validación de parámetros, impactos y tendencias en estudios preliminares de metodologías, herramientas de diagnóstico y modelos de aplicación de EO e incorporación I4.0 a través de revisión de literatura y trabajo de campo; (ii) separar en elementos la representación de un ecosistema empresarial en términos de recursos, actores, infraestructura, cultura, gobernabilidad y monitoreo como dimensiones claves de la EO; (iii) definir los parámetros relevantes para modelar los elementos del ecosistema empresarial dentro del entorno de la I4.0; (iv) diseñar el mockup experimental para el monitoreo de la EO. Los principales resultados de esta propuesta son (i) definición del concepto de EO; (ii) matriz de parámetros de excelencia operacional y diagnóstico validados; (iii) representación del ecosistema empresarial de la Pyme para el monitoreo de la excelencia operacional incorporando la I4.0: mockup experimental. Este trabajo investigativo permitió desarrollar las bases para un modelo de herramienta metodológica que permitirá capitalizar esos beneficios y ayudará a sortear los desafíos de las Pymes.