Noch ist es eine Zukunftsvision – das vollautomatisierte Labor, in dem alle Prozesse durchgängig digitalisiert sind. Waldner geht schon jetzt einen wichtigen Schritt in diese Richtung: Mit der neuen Lösung „Lab Control Center“ (LCC) lassen sich Abzüge in Laboren remote überwachen und steuern. Und in Zukunft sind in puncto Labor-Digitalisierung noch ganz andere Dinge möglich.
Wir schreiben das Jahr 2030: Sämtliche Prozesse im Labor lassen sich auf einem einzigen Mikrochip abbilden und per mobilem Device steuern. Abzüge, Laborgeräte, Proben und die gesamte Laboreinrichtung sind per Cyber-Network mit der zentralen Kontrolleinheit verbunden. Alle Komponenten sind durchgängig vernetzt, kommunizieren miteinander und tauschen unentwegt Daten aus. Zugegeben, dieses Zukunftsszenario ist noch nicht Realität. Es besteht aber bereits in den Köpfen der Verantwortlichen, was den Weg für entsprechende Forschungsinitiativen auf globaler Ebene bereitet. Deshalb arbeitet die Industrie mit Hochdruck daran, die Arbeitsabläufe im Labor zu digitalisieren und das beschriebene Szenario bald in die Realität umzusetzen. Wir gehen nun einen wegweisenden Schritt in diese Richtung und bilden die Prozesse rund um das Management der Laborabzüge erstmals digital ab.
Prozesse im Labor in Echtzeit überwachen, kontrollieren und steuern
Hierbei kommt die neu entwickelte Softwarelösung „Lab Control Center (LCC)“ zum Einsatz: Die Lösung erfasst, sammelt und visualisiert verschiedenste Daten, die im Labor generiert werden – wie beispielsweise Messwerte zu Temperatur, Luftfeuchtigkeit oder Helligkeit. Zwar werden solche Informationen schon länger erfasst und mit Systemen für die Gebäudeleittechnik ausgetauscht. Neu ist allerdings, dass die Daten dank LCC mittels eines Dashboards auf einem Display komprimiert angezeigt und dem Labornutzer als zusätzliche Daten für seinen Versuch zur Verfügung gestellt werden. Nutzer können dadurch vor Ort oder aus der Ferne bestimmte Funktionen und Prozesse im Labor in Echtzeit überwachen, kontrollieren und steuern. Visualisiert werden dabei insbesondere Werte von den Abzügen und Raumparameter wie Temperatur, Zustand der Abzüge, Betriebsart, Auslastung, Druck und Energieverbrauch.
Die LCC-Lösung ermöglicht damit ein bislang nicht gekanntes Maß an Transparenz. Labormitarbeiter profitieren dadurch von vielfältigen Vorteilen: Sie sehen auf einen Blick, ob die Abzüge ordnungsgemäß funktionieren und sämtliche Werte im grünen Bereich sind – oder ob ein Eingreifen erforderlich ist, um den Laborbetrieb aufrechtzuerhalten. Schnell und zielsicher lassen sich Fehler und Störungen wie beispielsweise ein zu geringer Volumenstrom am Abzug erkennen sowie lokalisieren, sodass sie mit Hilfe von LCC zeitnah selber oder durch einen Servicemitarbeiter behoben werden können. Die Daten sind zudem optimal für eine vorausschauende Wartung (Predictive Maintenance) der Laborumgebung nutzbar. Dies trägt dazu bei, Stillstände im Betrieb zu vermeiden und damit die Qualitätsstandards auf einem konstant hohen Niveau zu halten. Dabei fokussiert LCC in der ersten Entwicklungsstufe nicht ausschließlich auf die Abzüge, auch die Einbeziehung weiterer Laborgeräte wie Kühl- und Wärmeschränke, Heizplatten, Chemikalienschränke und Entsorgungsmodule ist geplant.
Die Sicherheit des Laborbetriebs und der Mitarbeiter optimieren
Ein weiterer Vorteil: Durch die kontinuierliche Überwachung und Analyse relevanter Parameter lässt sich die Sicherheit des Laborbetriebs und der Mitarbeiter auf eine neue Stufe heben. Erkennt das System beispielsweise eine Überschreitung kritischer Grenzwerte, lassen sich frühzeitig Gegenmaßnahmen einleiten und somit Schäden für die Gesundheit der Beschäftigen oder für die Laboreinrichtung abwenden. Dabei können die erfassten Daten auch als Informationsquelle für weitere digitale Systeme im Labor oder die Gebäudeleittechnik genutzt werden. „Die Lab Control Center bietet die erforderlichen Schnittstellen, um verschiedenste Sensorik und Laborgeräte per Plug and Play nahtlos zu integrieren. Damit ebnen wir den Weg für die durchgängig digitalisierte, cloudbasierte integrierte Laborinfrastruktur der Zukunft“, konstatiert Moriz Walter, Leiter der Produktentwicklung bei Waldner Laboreinrichtungen.
Darüber hinaus schafft die Lösung die nötige Transparenz, um die Nachhaltigkeit der Laborprozesse zu unterstützen und zu fördern: Durch die kontinuierliche Visualisierung von Messwerten zu Temperatur und Energieverlauf erhalten die Verantwortlichen einen Überblick über den aktuellen Energieverbrauch. Auf dieser Basis lassen sich Konzepte und konkrete Maßnahmen zur Erhöhung der Energieeffizienz an realen Daten erarbeiten – ohne jedoch die Sicherheit der Prozesse und der Nutzer aus den Augen zu verlieren. Denn der Schutz der Labormitarbeiter hat oberste Priorität.
Zwei kompetente Partner unterstützen bei Produktentwicklung
Die Entwicklung der Lab Control Center lag zwar federführend bei uns, trotzdem waren weitere externe Teams beteiligt - z. B. bei der Programmierung der Benutzeroberfläche sowie der Anbindung der Datenquellen an das Backend. „Wir haben zwei sehr erfahrene Partner ins Boot geholt, die beide aus dem Laborumfeld kommen und damit die technologischen Anforderungen aus dem Effeff kennen. So bündeln wir das Know how und entwickeln im Verbund eine optimale Lösung für unsere Kunden. “, bestätigt Moriz Walter.
Wo geht nun die Reise hin?
Fakt ist: Die Digitalisierung von Laborumgebungen schreitet mit hohem Tempo voran. Die Systeme werden immer komplexer, die Datenquellen nehmen massiv zu, sodass die Datenmengen ins Unermessliche steigen. Daher ist in Zukunft zu erwarten, dass Unternehmen die Erforschung und Entwicklung digitaler Laborlösungen mit Hochdruck vorantreiben. Dies macht den Weg frei für eine zunehmende Automatisierung der Prozesse und nahezu lückenlose Dokumentation mit geringem personellem Aufwand. So wird das eingangs beschriebene Zukunftsszenario des durchgängig digitalisierten Labor 4.0 wohl bald wahr werden.
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