Mixed Reality Displays in Warehouse Management : A study revealing new possibilities for Warehouse Management and Tangar

• Main Author: Karlsson, Adam
• Format: Others
• Language: English
• Published: KTH, Skolan för industriell teknik och management (ITM) 2019
• Subjects: Mixed-Reality; Augmented Reality; Warehouse Management; Head-mounted-display; product development; Tangar.; Lagerhantering; Produktutveckling; Engineering and Technology; Teknik och teknologier
• Online Access: http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:kth:diva-263878

This work has investigated how head-mounted-displays can enable more efficient and better work conditions for warehouse workers. Head-mounted-displays have increased in popularity among companies because of an increase in the field of e-commerce, therefore warehouse labour was an interesting area to review. The purpose of this project has been to investigate how head-mounted-displays can simplify warehouse work and to find an area where Tangar can be utilized. Tangar is an application to facilitate indoor navigation by helping users to reach points of interest. Through a mixed methodology approach that utilizes both quantitative and qualitative methods, a broad understanding in warehouse and inventory management have been established. The potentials of head-mounted display were evaluated using empirical and theoretical studies. Based on an early concept that was evaluated by a collaboration with a warehouse-solution company, factors that are of importance in warehouse management were identified. A decision to direct the project towards order picking was taken as it is a fundamental process within warehouse management. Three concepts were generated that harness the benefits of head-mounted-displays. With an informed decision the benefits for each of the concepts were compared with important parameters for a profitable warehouse management. It turned out that "Pick-by-Light", a common system in warehouse management, can be made virtual using head-mounted-displays. Since the system had never previously been operated virtually, an extensive study needed to be done in order to evaluate the viability in order-picking to propose a final concept. An experimental environment was set for the empirical studies, and two other common order picking systems were compared to the virtual Pick-by-Light system. Quantitative data in the form of time measurements from the order picking as well as picking errors and qualitative data from a NASA-TLX survey, was extracted from twelve users. A total of 360 samples from the quantitative study and 36 questionnaires from the qualitative study was then analysed. The result resembled those from similar studies with a conventional Pick-by-Light system. Thus, parallels were drawn that indicated that the virtual system had good potential to perform at least as well as a regular Pick-by-Light. A virtual Pick-by-Light system might be able to reduce implementation-, work- and operational costs as the use of material is replaced by a virtual product, and also no installation is required. With the combination of Tangar, there is also a potential that a virtual Pick-by-Light system could be more efficient and accurate. The disadvantages of the conventional Pick-by-Light system are also that confirmations are ineffective and that workers find it difficult to get an overview of pickplaces. Which can potentially be eliminated with the proposed concept. However, a new generation of hardware and further studies are required in order to establish a final concept. The Magic Leap One, which is the head-mounted-display used in the project, is new. Many problems regarding the display have been discovered during the project and affected the results of the user studies. Further studies need to be done with other displays to determine the validity of the results of this work. In summary, this work gives an introduction in how "Mixed-reality" can be used in warehouse management and recommendations for continued work. === Det här arbetet har undersökt hur huvudmonterade skärmar kan möjliggöra ett effektivare och bättre arbete för lager-personal. Huvudmonterade skärmar har ökat i popularitet bland företaget på grund av ökningen inom e-handel och därför var lagerarbete ett intressant område att undersöka. Syftet med det här projektet har varit att undersöka hur huvudmonterade skärmar fortsatt skulle kunna förenkla lagerarbete samt att ta hitta ett område där Tangar kan användas. Tangar är en applikation som förenklar inomhus navigering genom att leda användaren till valda intressepunkter. Genom en metodisk undersökning som utnyttjar både kvantitativa och kvalitativa metoder, har en bred bakgrund inom lagerhantering kunnat upprättas. Potentialen av att använda huvudmonterade skärmar har undersökts genom empiriska och teoretiska studier. Baserat på ett tidigt koncept som utvärderas genom ett samarbete med ett sakkunnigt företag, identifierades flertalet faktorer som är av vikt i lagerhantering. Ett beslut om att rikta projektet mot order-plockning togs då det är en fundamental process inom lagerabete. Tre koncept genererades som utnyttjar fördelarna med huvudmonterade skärmar. Genom att ta ett informativt beslut, kunde fördelarna för var och ett av koncepten jämföras med viktiga parametrar för ett lönsamt lagerarbete. Det visade sig att ”Pick-by-Light”, ett vanligt system inom lagerhantering, kunde göras virtuellt med hjälp av huvudmonterade skärmar. I och med att systemet tidigare aldrig utförts virtuellt, behövdes en omfattande studie göras för att evaluera dess potential inom order-plockning för att kunna föreslå ett slutgiltigt koncept. En experimentell miljö sattes upp som ram för de empiriska studierna och två andra vanliga order-plocknings system kunde jämföras mot det virtuella Pick-by-Light systemet. Kvantitativa data i form av orderplockningstider samt plock-fel och kvalitativa data från observationer samt en NASA-TLX enkät, kunde extraheras från tolv användare. Totalt kunde 360 stickprov från den kvantitative studien och 36 enkäter från den kvalitative studien därefter analyseras. Resultatet liknade det som observerats i liknande studier där ett vanligt Pick-by-Light system evaluerats. Därmed kunde paralleller dras som visade att det virtuella systemet hade god potential till att kunna prestera åtminstone lika bra som ett vanliga Pick-by-Light systemet och ett koncept togs fram för vidare utveckling. Ett virtuellt Pick-by-Light system skulle kunna reducera implementerings-, arbetes- samt driftkostnader i och med att materialåtgången ersätts av en virtuell produkt, samt att ingen installation krävs. I och med kombinationen av Tangar finns det även potential att konceptet är mer effektivt och exakt. De nackdelar med det traditionella Pick-by-Light systemet är också att plock-bekräftelser görs ineffektivt och att arbetare har svårt att få en överblick gällande plockställen. Vilket skulle kunna elimineras med det föreslagna konceptet. Dock krävs en ny generation hårdvara och vidare studier för att kunna fastställa ett slutgiltigt koncept. Magic Leap One, som är den huvudmonterade skärmen som används i projektet är väldigt ny. Många problem gällande displayen har upptäckts under projektet och påverkat resultatet av användarstudierna. Fortsatta studier skulle behöva göras med andra displayer för att fastställa validiteten av resultaten från det här arbetet. Sammanfattningsvis ger det här arbetet en introduktion om hur ”Mixed-reality” kan användas inom lagerhantering samt rekommendationer till fortsatt arbete.