Pick-to-light as a support technology for manual material kitting : design, evaluation, and cost-benefit analysis

Abstract

This thesis evaluates the implementation of pick-to-light technology in the manual material kitting operations of an electronics manufacturing company. The objective is to determine how a pick-to-light system could be taken into use and what benefits and costs the implementation would create. The scope is limited to two high-volume products kitted manually in a centralized supermarket.

The theoretical part is conducted as a narrative literature review covering material kitting, pick-to-light technology, working time studies, and Cost-Benefit Analysis. The empirical part includes a current-state analysis, a stopwatch-based working time study, a Design Science Research artifact configuration, and a Cost-Benefit Analysis of three implementation scenarios.

The configured artifact uses software-based part number lists, start-button-based sequence initiation, light button IDs, and physical pick confirmation. The working time study shows that direct kitting time savings are limited because search-related activities form only a small share of the total kitting time. Therefore, the main expected benefits are quality-related, as pick-to-light is expected to reduce missing-part errors, material kit rework, and manufacturing line stoppages.

The Cost-Benefit Analysis shows that none of the evaluated scenarios achieves a positive Net Present Value within the five-year holding period when fictional monetary values are used. However, implementing pick-to-light only for Product 1 is the strongest scenario due to its lower investment cost and relevant quality-related benefits. The thesis concludes that pick-to-light should not be justified mainly by direct labor savings in the focal company’s operating environment, but by its potential to improve process reliability, reduce errors, and provide piloting value for future applications.

Tämä diplomityö arvioi valo-ohjausteknologian käyttöönottoa elektroniikkatuotteita valmistavan yrityksen materiaalisarjojen keräilytoiminnoissa. Tavoitteena on selvittää, miten valo-ohjausjärjestelmä voitaisiin ottaa käyttöön ja mitä hyötyjä ja kustannuksia käyttöönotto aiheuttaisi. Työ käsittelee kahta suuren volyymin tuotetta, joiden materiaalisarjat kootaan käsin keskitetyllä varastoalueella.

Työn teoreettinen osa toteutetaan narratiivisena kirjallisuuskatsauksena, joka käsittelee materiaalisarjojen keräilyä, valo-ohjausteknologiaa, työaikatutkimuksia ja kustannus-hyötyanalyysiä. Empiirinen osa sisältää nykytilan analyysin, kelloaikatutkimuksen, suunnittelutieteelliseen metodologiaan perustuvan artefaktin suunnittelun sekä kustannus-hyötyanalyysin kolmesta käyttöönottoskenaariosta.

Suunniteltu artefakti hyödyntää osanumerolistoja, käynnistyspainikkeisiin perustuvaa keräyssekvenssin aloitusta, valopainikkeiden tunnisteita ja fyysistä keräilyjen vahvistusta. Työaikatutkimus osoittaa, että suorat materiaalisarjan keräilyn aikasäästöt ovat rajallisia, koska osien etsiminen muodostaa vain pienen osan keräilyn kokonaisajasta. Tämän vuoksi tärkeimmät odotetut hyödyt liittyvät parantuneeseen keräilyn laatuun, sillä valo-ohjauksen odotetaan vähentävän valmiista materiaalisarjoista puuttuvia osia, materiaalisarjojen uudelleentyöstöä ja tuotantolinjan pysähdyksiä.

Kustannus-hyötyanalyysi osoittaa, ettei mikään arvioiduista skenaarioista saavuta positiivista nettonykyarvoa viiden vuoden tarkastelujaksolla, kun analyysissä käytetään fiktiivisiä rahamääräisiä arvoja. Valo-ohjauksen käyttöönotto ainoastaan Tuotteelle 1 on kuitenkin vahvin skenaario, koska sen alkuinvestoinnin kustannus on pienempi ja skenaarioon liittyy olennaisia laadun parannukseen perustuvia hyötyjä. Opinnäytetyön tuloksena voidaan todeta, ettei valo-ohjauksen käyttöönottoa tulisi perustella yrityksen toimintaympäristössä ensisijaisesti suorilla työaikasäästöillä, vaan sen potentiaalilla parantaa prosessin luotettavuutta, vähentää virheitä ja tuottaa pilotointiarvoa tulevia käyttökohteita varten.