Karakuri IoT: pappersbrickor för idéer från fabriken

Karakuri, med sensorer

I japanska fabriker finns en rörelse som heter Karakuri Kaizen. Arbetarna bygger små anordningar som automatiserar enkla uppgifter, som att flytta en låda från en punkt till en annan, med billiga material och naturkrafter som tyngdkraft och magneter. Det behövs inga ingenjörer. Anordningarna visas på en årlig utställning som har hållits sedan 1993.

Projektet Karakuri IoT började med den här frågan: tänk om samma anda fungerade med sakernas internet? Kunde människorna på verkstadsgolvet förbättra sitt eget arbete med enkla och billiga sensorer, utan att kunna programmering eller elektronik?

Jag kom med 2017, under förstudien, som interaktionsdesigner. Min uppgift var att bygga sensorkitet. Det stod snart klart att ett sådant kit skulle ta månader, om inte år. Förstudien hade några veckor på sig. Så jag behövde hitta något enklare som arbetarna kunde använda direkt för att tänka med IoT.

Först klistermärken

Innan jag designade något tittade jag på vad arbetarna faktiskt ville ha. Under de första workshopparna hade deltagarna skissat åttio förbättringsidéer som storyboards med post-it-lappar: en operatör som upptäcker för sent att förpackningsmaterialet har tagit slut; en annan som går runt och letar efter testutrustning utan att hitta den.

Med de åttio idéerna bredvid mig listade jag sensorerna som säljs i elektronikbutiker och teman inom Industri 4.0, och behöll bara det som var billigt och enkelt. Sedan gjorde jag om listan till ett ark med klistermärken. I grupper om tre eller fyra diskuterade arbetarna ett problem, valde klistermärken och klistrade dem på ett A3-papper när de var överens om en lösning.

Det fungerade bättre än vi hade väntat oss. Deltagarna och deras chefer gav oss bra återkoppling, och teamet började se materialen som något mer än en ersättning för kitet som saknades. Själv blev jag så nyfiken att jag började doktorera i ämnet.

Sedan kort

Piloten visade också problemen: klistermärkena var svåra att hitta i högen, och deltagarna visste inte alltid vad en sensor gjorde. Så jag gjorde om dem till en kortlek med 27 kort i fyra färger: känna (blått) för sensorer, meddela (orange) för sätt att säga något till människor, analysera (vinrött) för att spara data och hitta trender, och fem gröna jokerkort för allt som kortleken inte täckte. Varje kort hade en titel, en ikon och en kort beskrivning. Baksidorna var magnetiska, så korten fungerade också på en whiteboard.

Jag testade korten i tre workshoppar i fabriker. Grupperna ritade fabriken, lade korten på den och kopplade ihop dem med linjer och pilar. Medan de pratade pekade de hela tiden med fingrarna: här jobbar hon, den här personen behöver veta, här går vagnen.

Det som diagrammen missade

När jag gick tillbaka till diagrammen märkte jag att mycket av det som gjorde samtalen bra saknades på papperet. I en idé behövde en operatör veta när nytt material skulle hämtas och när tomma korgar skulle samlas in. Ritningen visade platserna och sensorerna, men inte människorna. Vem ser lampan byta färg? Vem stänger av larmet? Var är alla?

Tre saker saknades:

• Människor. När fler än en person ingick i en lösning var det svårt att följa vem som var var.
• Saker. Truckar, lådor, maskiner och hyllor kom upp hela tiden, men de ritades sällan.
• Tid. Pilarna försökte visa rörelse och ordning, men en ritning är en ögonblicksbild. Den kan inte visa vad som händer först och vad som händer sedan.

Det ändrade hur jag såg på IoT. Jag kom från produktdesign, där ett smart föremål är en sak med en dator inuti. Nu såg jag det som relationer: människor, teknik, platser och arbetet som människor gör där. Materialen behövde hjälpa deltagarna att göra de relationerna synliga.

Och det fanns ett behov till. Det här är idéer för arbetet. Om de är bra måste någon bygga dem, så resultaten behöver dokumenteras så väl att de kan skickas till IT, till andra avdelningar eller till en konsult.

Till slut brickor

Ungefär då hittade projektledaren ett litet kommersiellt sensorkit för barn (MESH). Det gömde elektroniken och koden: man ställer in enkla regler av typen ”om det här, gör det där” i en app på en surfplatta. Det tog bort pressen att bygga ett eget kit och lät mig fokusera på pappersdelen.

Jag tog idén från business origami, ett sätt att modellera tjänster med figurer av papper, och gjorde om korten till brickor som står upp av sig själva. Verktygslådan har fem färger:

• Människor, i mörklila: åtta brickor utan namn, så att de kan vara vem som helst.
• Sensorer, i blått: knapp, ljusstyrka, mikrofon, temperatur, rörelse, kamera, avstånd, färg, QR-kod, tryck med mera.
• Notiser, i grönt: högtalare, mobil, surfplatta, lysdiod, smartklocka, skärm, resultattavla.
• Industriella element, i orange: lådor, hyllor, truckar, lastbilar, maskiner, robotar, transportband. De har inga namn heller, så en bricka kan vara vad berättelsen behöver.
• Tomma brickor, för att kopiera en som tar slut eller hitta på en ny.

Runt omkring: en duk som fungerar som scen, instruktioner för varje aktivitet med tider och exempel, QR-koder till korta videor, en guide till vad varje sensor gör och sex riktiga sensorer.

Duken bär frågorna för ett bra scenario: vem som är inblandad, var det händer, vad problemet är, när och hur ofta, och varför det är viktigt. Varje fråga har små ikoner som visar vilka brickor man behöver.

Sex steg

Brickorna kom med en metod i sex steg:

1. Introduktion till Karakuri IoT och materialen.
2. Avmystifiera IoT. Små utmaningar med de riktiga sensorerna, för att lära sig vad de kan och inte kan göra, också vad som händer när de löser ut av misstag.
3. Brainstorming om förbättringsidéer.
4. Rundtur i fabriken till platserna i idéerna, så att alla i gruppen känner till dem.
5. En konceptuell lösning, som spelas upp med brickorna och spelas in på video.
6. Ett konceptbevis, där papperssensorerna byts mot riktiga och scenariot spelas upp och spelas in igen.

Två steg skiljer metoden från en allmän design thinking-modell: avmystifieringen, så att deltagarna vet vad IoT kan göra innan de fantiserar med det, och rundturen i fabriken. Videorna går genom steg tre, fem och sex, så dokumentationen är en del av metoden och inte något som läggs till i efterhand.

Roller på papper hjälpte också. Förutom facilitatorn och ledaren kunde en deltagare vara Dokumentatören, som ser till att varje resultat går att förstå efteråt, och en annan Tempomaestron, som håller tiden.

Händerna på bordet

Det bästa var att se vad deltagarna gjorde med händerna. Brickorna står av sig själva, så händerna är fria. Deltagarna håller två brickor i ena handen, låter en arbetarbricka gå över duken för att hämta en låda och ställer ner den någon annanstans.

De trycker på knappbrickan för att visa när ett larm skickas. En deltagare visade ett produktionsstopp genom att välta två maskinbrickor med fingret, den ena efter den andra. Det var inte ens maskinbrickor, bara orange brickor. Det spelade ingen roll.

I sista steget blir papperssensorerna riktiga. En arbetarbricka passerar framför en rörelsesensor, och lysdioden tänds.

Alla papperssensorer har inte en riktig tvilling. En deltagare ville ha en trycksensor, och det fanns ingen i lådan. Han använde en knapp i stället och tryckte på den i det ögonblick då trycksensorn skulle ha löst ut. Idén var ändå tydlig.

Vad det ledde till

Varje grupp i workshopparna hittade ett problem, utforskade det och enades om en lösning som de kunde presentera för de andra. Idéerna var jordnära: att veta var de tomma vagnarna står, att berätta för alla om ett produktionsstopp när det händer, att varna innan förpackningsmaterial eller pulver tar slut, att hitta rätt pall.

Med åren nådde de olika versionerna av Karakuri IoT fler än tvåhundra personer från fler än trettiofem företag i Sverige.

Läs mer

• Yamamoto, Y., Aranda Muñoz, Á., & Sandström, K. (2026). Empowering factory employees through low-cost automation in IoT adoption. Journal of Industrial Engineering and Management, 19(2), 245–259.
• Aranda Muñoz, Á. (2024). Collaborative thinking with and through technology: Materials, methods and perspectives [Doctoral dissertation, Mälardalen University].
• Aranda-Muñoz, Á., Yamamoto, Y., & Sandström, K. (2024). The Karakuri IoT toolkit: A collaborative solution for ideating and prototyping IoT opportunities. Proceedings of the Design Society, 4, 185–194.
• Aranda Muñoz, Á., Eriksson, Y., Yamamoto, Y., Florin, U., & Sandström, K. (2021). To support IoT collaborative expressiveness on the shop floor. Proceedings of the Design Society, 1, 3149–3158.
• Aranda Muñoz, Á., Florin, U., Eriksson, Y., Yamamoto, Y., & Sandström, K. (2020). The Karakuri card deck: Co-designing industrial IoT conceptual solutions. Proceedings of the Design Society: DESIGN Conference, 1, 807–816.
• Yamamoto, Y., Sandström, K., & Aranda Muñoz, Á. (2018). Karakuri IoT: The concept and the result of pre-study. In P. Thorvald & K. Case (Eds.), Advances in manufacturing technology XXXII (pp. 311–316). IOS Press.
• Yamamoto, Y., Sandström, K., & Aranda Muñoz, Á. (2018). Development of methods that support exploration of simple and low-cost IoT-aided improvement solutions at manufacturing plants [Paper presentation]. 2018 Annual Autumn Meeting of the Japan Industrial Management Association, Tokyo, Japan.