Augmented reality for order picking using wearable computers with head-mounted displays

Abstract

Order picking - the task of assembling orders in a warehouse is still the biggest expenditure in modern warehouses, therefore it is worth it focusing new research on the improvement of technologies and strategies which support this task. The recent development and the enhanced availability of head-mounted displays (HMDs) prompts further research regarding HMDs as a supporting technology for industrial applications. Based on research in related topics and the precise analysis of the use case we composed a concept for a system that supports the order picking process with the use of HMDs. In order to evaluate the concept a prototype that implemented the features of the concept, was built. The range of functionalities contains real time visual user guiding, visual task support, context and much more important step awareness that exempts the user from additional work steps and instant feedback in case of wrong actions of the user which enables direct reaction to errors. Tough a comparative user study, we compared the prototype with two traditional order picking methods and another order picking support system that uses projections for user guiding. The results show, that our prototype shows the lowest occurrence of long therm errors with the downside of a higher task completion time. However the study proved that the concept is worth being taken into consideration and be improved in further research.

Komissionierung, die Aufgabe, Bestellungen in einem Lager zusammenzustellen, ist immer noch der größte Kostenpunkt in modernen Warenlagern. Deshalb lohnt es sich, Forschung auf die Verbesserung von Technologien und Strategien, die diese Aufgabe unterstützen zu fokussieren. Der jüngste Aufstieg und die verbesserte Verfügbarkeit von Head-Mounted Displays (HMDs) fordert Nachforschung im Bezug auf HMDs als unterstützende Technologie für industrielle Anwendungen. Basierend auf Forschung in verwandten Themen und der genauen Analyse des Anwendungsfalles haben wir ein Konzept zusammengestellt, welches den Komissionierprozess mit Hilfe von HMDs unterstützt. Um dieses Konzept auszuwerten wurde ein Prototyp gebaut, der die Eigenschaften des Konzepts umsetzt. Der Umfang der Funktionalitäten umfasst visuelle Echtzeitbenutzerführung, visuelle Aufgabenunterstützung, Bewusstsein für den aktuellen Kontext und, viel wichtiger den momentanen Arbeitsschritt, was den Benutzer von zusätzlichen Arbeitsschritten befreit und sofortige Rückmeldung im Falle falscher Handlungen des Benutzers, was direkte Reaktion auf Fehler ermöglicht. Dieser Prototyp wurde in einer Benutzerstudie mit zwei traditionellen Systemen zu Komissionierungsunterstützung und einem weiteren System, das Projektionen zur Benutzerführung benutzt verglichen. Die Ergebnisse zeigen, dass mit unserem Prototyp am wenigsten Langzeitfehler auftreten, was eine längere Zeit zur Erledigung der Aufgabe zur Folge hat. Die Studie hat bewiesen, dass dieses Konzept in zukünftiger Forschung mit beachtet werden sollte und sich eine Weiterentwicklung lohnt.