Gamification in Human-Centric Operations : Method for Manufacturing Execution Systems
Kovanen, Kasper (2023-12-20)
20.12.2023
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe202401223878
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe202401223878
Tiivistelmä
Manual labor tasks can be repetitive and lack feedback, but what if we could add game-like elements to them, or enable gameful experiences? However, gamification, the addition of gamelike elements or gameful experiences, can address this issue. Gamification is a growing area of research that has gained attention and yielded results, particularly in education and general business processes. This thesis presents research on how gamification could be applied to a Manufacturing Execution System (MES). The research question is “How should a gamified MES be designed?” The research is commissioned by a company in the manufacturing sector, in cooperation with an international manufacturing company as part of their joint Industry 5.0 initiative.
To begin, research establishes a theoretical background of gamification and its applications in similar manufacturing environments. This thesis presents practices, methods, recommendations, and features for gamification in general, as well as context-specific knowledge. The design science research methodology is used to achieve important outcomes, such as setting the knowledge base, designing and developing the gamification artifact, and demonstrating it through mock-ups. The design and development process is informed by qualitative data gathered through observation and interviews. The data is analyzed to gain knowledge about the context and users. The analysis resulted in nine dimensions of context, a player persona, and emerging knowledge. All these factors inform the design of the artifact, which provides recommendations for how gamification should be designed for MES. The main result of the research is the method artifact, which consists of actionable guidelines that companies can use to guide their future implementation of a gamified MES. Six design principles summarize the guidelines. The research yielded design principles for feedback on work, competence development, among others. Eleven wireframe mock-ups demonstrate the design principles and illustrate which gamification elements are appropriate for use in a gamified MES.
The research only considers the employee's perspective and does not consider the business needs necessary for further implementation of a gamified MES. Therefore, future research should focus on aligning business needs with identified user needs, evaluating the artifact further, and implementing a gamified MES based on the artifact. Additionally, research should explore how the wider organization, including management, could benefit from a gamified MES. Another area for future research is the integration of a gamified MES with other systems, such as ERP, CRM, HR, or quality assurance systems, to improve feedback. Pelillistäminen eli pelielementtien tai pelimäisten kokemusten lisääminen voi tehdä manuaalisista työtehtävistä mielenkiintoisempia. Pelillistäminen on kasvava tutkimusalue, jota hyödynnetään erityisesti koulutuksessa ja liiketoimintakäytössä. Tässä pro gradu -tutkielma käsittelee pelillistämisen soveltamista MES-tuotannonohjausjärjestelmiin tutkimuskysymyksellä “Miten pelillistetty MES-järjestelmä pitäisi suunnitella?” Tutkimuksen toimeksiantajana on valmistusteollisuuden alalla toimiva yritys yhteistyössä alan kansainvälisen yrityksen kanssa. Tutkimus on osa heidän Teollisuus 5.0 -hankettaan.
Tutkimus koostuu kirjallisuuskatsauksesta, jossa analysoidaan pelillistämistä ja sen sovelluksia vastaavissa tuotantoympäristöissä sekä suunnittelutieteellisen metodin mukaisesta tutkimuksesta. Työssä esitellään pelillistämisen käytäntöjä, menetelmiä, suosituksia sekä kontekstikohtaista tietoa. Suunnittelu- ja kehittämisprosessin perustana on kirjallisuuskatsauksen lisäksi tutkimusaineisto, joka kerättiin haastatteluilla ja havainnoinnin avulla. Tutkimusaineistosta tunnistettiin tietoa kontekstista ja käyttäjistä.
Tutkimuksen päätuloksena on metodiartefakti, joka koostuu suosituksista, joita yritykset voivat käyttää ohjaamaan pelillistetyn MES-järjestelmän käyttöönottoa tulevaisuudessa. Suositukset muodostavat kuusi suunnitteluperiaatetta muun muassa palautteenantoon työhön ja osaamisen kehittämiseen liittyen. Yksitoista käyttöliittymäluonnosta havainnollistavat suunnitteluperiaatteita ja kuvittavat, mitkä pelillistämisen elementit soveltuvat käytettäväksi pelillistetyssä MES-järjestelmässä.
Tutkimuksessa huomioidaan vain työntekijän näkökulma eikä liiketoiminnallisia tarpeita, jotka ovat välttämättömiä pelillistetyn MES-järjestelmän toteuttamiseksi. Siksi jatkotutkimuksessa tulisi keskittyä liiketoiminnan tarpeiden ja tunnistettujen käyttäjien tarpeiden yhteensovittamiseen, artefaktin tarkempaan arviointiin ja artefaktiin perustuvan pelillistetyn MES-järjestelmän toteuttamiseen. Lisäksi tulevaisuudessa voitaisiin tutkia, miten organisaatiossa voitaisiin hyötyä laajemmin pelillistetystä MES-järjestelmästä. Toinen tulevaisuuden tutkimusalue voisi olla pelillistetyn MES-järjestelmän integrointi muihin järjestelmiin, kuten ERP-, CRM-, HR- tai laadunvarmistusjärjestelmiin, palautteen parantamiseksi.
To begin, research establishes a theoretical background of gamification and its applications in similar manufacturing environments. This thesis presents practices, methods, recommendations, and features for gamification in general, as well as context-specific knowledge. The design science research methodology is used to achieve important outcomes, such as setting the knowledge base, designing and developing the gamification artifact, and demonstrating it through mock-ups. The design and development process is informed by qualitative data gathered through observation and interviews. The data is analyzed to gain knowledge about the context and users. The analysis resulted in nine dimensions of context, a player persona, and emerging knowledge. All these factors inform the design of the artifact, which provides recommendations for how gamification should be designed for MES. The main result of the research is the method artifact, which consists of actionable guidelines that companies can use to guide their future implementation of a gamified MES. Six design principles summarize the guidelines. The research yielded design principles for feedback on work, competence development, among others. Eleven wireframe mock-ups demonstrate the design principles and illustrate which gamification elements are appropriate for use in a gamified MES.
The research only considers the employee's perspective and does not consider the business needs necessary for further implementation of a gamified MES. Therefore, future research should focus on aligning business needs with identified user needs, evaluating the artifact further, and implementing a gamified MES based on the artifact. Additionally, research should explore how the wider organization, including management, could benefit from a gamified MES. Another area for future research is the integration of a gamified MES with other systems, such as ERP, CRM, HR, or quality assurance systems, to improve feedback.
Tutkimus koostuu kirjallisuuskatsauksesta, jossa analysoidaan pelillistämistä ja sen sovelluksia vastaavissa tuotantoympäristöissä sekä suunnittelutieteellisen metodin mukaisesta tutkimuksesta. Työssä esitellään pelillistämisen käytäntöjä, menetelmiä, suosituksia sekä kontekstikohtaista tietoa. Suunnittelu- ja kehittämisprosessin perustana on kirjallisuuskatsauksen lisäksi tutkimusaineisto, joka kerättiin haastatteluilla ja havainnoinnin avulla. Tutkimusaineistosta tunnistettiin tietoa kontekstista ja käyttäjistä.
Tutkimuksen päätuloksena on metodiartefakti, joka koostuu suosituksista, joita yritykset voivat käyttää ohjaamaan pelillistetyn MES-järjestelmän käyttöönottoa tulevaisuudessa. Suositukset muodostavat kuusi suunnitteluperiaatetta muun muassa palautteenantoon työhön ja osaamisen kehittämiseen liittyen. Yksitoista käyttöliittymäluonnosta havainnollistavat suunnitteluperiaatteita ja kuvittavat, mitkä pelillistämisen elementit soveltuvat käytettäväksi pelillistetyssä MES-järjestelmässä.
Tutkimuksessa huomioidaan vain työntekijän näkökulma eikä liiketoiminnallisia tarpeita, jotka ovat välttämättömiä pelillistetyn MES-järjestelmän toteuttamiseksi. Siksi jatkotutkimuksessa tulisi keskittyä liiketoiminnan tarpeiden ja tunnistettujen käyttäjien tarpeiden yhteensovittamiseen, artefaktin tarkempaan arviointiin ja artefaktiin perustuvan pelillistetyn MES-järjestelmän toteuttamiseen. Lisäksi tulevaisuudessa voitaisiin tutkia, miten organisaatiossa voitaisiin hyötyä laajemmin pelillistetystä MES-järjestelmästä. Toinen tulevaisuuden tutkimusalue voisi olla pelillistetyn MES-järjestelmän integrointi muihin järjestelmiin, kuten ERP-, CRM-, HR- tai laadunvarmistusjärjestelmiin, palautteen parantamiseksi.