Applying Industry 4.0 and Quality 4.0 Principles to the Warehouse Picking Process

Abstract

The spare parts business is defined by its difficult-to-forecast environment, which presents significant challenges for warehousing, particularly for the labor-intensive picking process. Automating the picking process is often challenging, as the size, criticality, and value of spare parts can vary significantly. As a result, the human role in the process remains essential, which increases the risk of human errors and may compromise both delivery accuracy and customer satisfaction. Digital tools provide support through automation, verification, and connected platforms, helping to enhance efficiency and reduce mistakes caused by human factors.

The objective of this thesis is to identify the critical points in the warehouse picking process from the perspective of customer complaints, to determine how these points can be supported with digital solutions, and to examine how these digital solutions can be integrated into the picking process. While Industry 4.0 and Quality 4.0 have been prominent topics in academic research for over a decade, concrete guidance for their implementation remains limited across many industries. In the case organization studied, digital tools are partially used during the picking process, yet existing challenges still require additional support through new solutions. This thesis seeks to determine the necessary integration process and its prerequisites to achieve a higher level of digitalization.

The empirical part of the study was conducted through semi-structured interviews with warehouse workers and managers involved in the picking process, complemented by one on-site observation to gain a practical understanding of the workflow. The collected data were then analyzed using qualitative analysis tools to identify recurring themes across the interviews.

The findings indicate that the successful integration of digital tools requires a clear action plan and a change management strategy to minimize resistance. Effective communication with warehouse workers, including direct channels for feedback, is essential. Critical areas for improvement in the picking process were identified as the reduction of workload and minimizing picking errors. Underlying causes of these issues included challenges related to knowledge sharing, connectivity, system limitations, and employee motivation. Proposed solutions to address these challenges included digital tools aimed at increasing connectivity and data sharing, as well as supportive tools integrated into the picking process to establish a more efficient digital network. A key challenge highlighted through the support actions was that warehouse workers often do not use digital tools in their daily tasks, leaving them outside the digital infrastructure which creates a barrier for improving digital maturity.

Varaosaliiketoiminnan erityispiirteenä voidaan nähdä sen vaikea ennustettavuus, mikä asettaa merkittäviä haasteita varaston toiminnalle ja erityisesti varaston keräilyprosessille. Keräilyprosessin automatisointi on usein haastavaa, sillä varaosien koko, kriittisyys ja arvo voivat vaihdella merkittävästi. Tämän seurauksena ihmisen rooli prosessissa on edelleen keskeinen, mikä lisää inhimillisten virheiden riskiä ja saattaa heikentää sekä toimitusten tarkkuutta että asiakastyytyväisyyttä. Digitaaliset työkalut voivat tukea tätä prosessia automaation, varmennusten ja yhdistettyjen alustojen avulla, auttaen tehostamaan toimintaa sekä vähentämään ihmisten aiheuttamia virheitä.

Tämän opinnäytetyön tavoitteena on tunnistaa varaston keräilyprosessin kriittiset kohdat asiakasvalitusten näkökulmasta, selvittää, miten näitä kohtia voidaan tukea digitaalisilla ratkaisuilla ja kuinka nämä digitaaliset ratkaisut integroidaan keräilyprosessiin. Vaikka Teollisuus 4.0 ja Laatu 4.0 ovat olleet merkittäviä tutkimusaiheita akateemisessa yhteisössä yli vuosikymmenen ajan, selvitykset näiden integroimisesta organisaatioiden toimintaan ovat monilla toimialoilla edelleen vähäisiä. Tutkitussa organisaatiossa digitaaliset työkalut ovat käytössä nykyisessä keräilyprosessissa, mutta olemassa olevat haasteet vaativat edelleen lisätukea uusien ratkaisuiden kautta. Tämä opinnäytetyö pyrkii määrittämään tarvittavan integraatioprosessin ja sen edellytykset korkeamman digitalisaation tason saavuttamiseksi.

Tutkimuksen empiirinen osuus toteutettiin puolistrukturoitujen haastattelujen avulla, joissa haastateltiin sekä varastotyötekijöitä että keräilyprosessin toiminnasta vastaavia esihenkilöitä. Tätä täydennettiin yhdellä havainnointikerralla varastossa prosessin ymmärtämiseksi käytännössä. Kerättyä aineistoa analysoitiin kvalitatiivisin analyysimenetelmin tunnistaen haastatteluissa nousseita teemoja.

Työn tuloksista käy ilmi, että digitaalisten työkalujen onnistunut integrointi edellyttää selkeää toimintasuunnitelmaa ja muutosjohtamisen strategiaa vastarinnan minimoimiseksi. Tehokas viestintä varastotyöntekijöiden kanssa on olennaista ja tämän saavuttamiseksi on luotava kanavia kommunikaation varmistamiseksi. Keräilyprosessin kriittisiksi parannuskohdiksi tunnistettiin työkuorman vähentäminen sekä keräilyvirheiden minimointi ja näiden ongelmien taustalla oleviksi haasteiksi tunnistettiin tiedon jakaminen, kommunikaatio, järjestelmärajoitukset ja työntekijöiden motivaatio. Ehdotettuja ratkaisuja näihin haasteisiin ovat digitaaliset työkalut, jotka parantavat kommunikaatiota ja tiedon jakamista, sekä nykyistä keräilyprosessia tukevat digitaaliset työkalut, jotka integroidaan keräilyprosessiin tehokkaamman digitaalisen verkoston luomiseksi. Keskeiseksi haasteeksi prosessin tukemisen suunnittelussa nousi se, että varastotyöntekijät eivät usein käytä digitaalisia työkaluja päivittäisissä tehtävissään, mikä jättää heidät digitaalisen infrastruktuurin ulkopuolelle, ja luo haasteita digitaalisen maturiteetin parantamiselle.