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Digitales Labor wird Realität

IT-System organisiert Laborgeräte und archiviert Daten
Digitales Labor wird Realität

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Digitalisierung und Gerätevernetzung sind Trends, die sich über alle Branchen erstrecken und aus unserem Alltag nicht mehr wegzudenken sind. Doch wie sieht der Laboralltag aus? Ein erster Schritt hin zum digitalen Labor ist getan. Das Visionize-System von Eppendorf vernetzt Laborequipment und organisiert Geräte und Gerätedaten digital in der firmeneigenen IT-Infrastruktur.

Ungeordnete Daten und Informationen, häufig noch auf Papier, dominieren heute die Dokumentation im Labor. Damit auch der Laboralltag mit Themen wie Digitalisierung, Vernetzung und IoT Schritt halten kann, gibt es seit einigen Jahren Initiativen, die diese Themen vorantreiben. Labor-4.0- und Lean-Lab-Ansätze sind hier nur als Beispiele zu nennen. Ein weiteres Beispiel von deutschen Partnern aus Industrie und Wissenschaft stellt das Smartlab dar. Diese Initiative hat es sich zur Aufgabe gemacht, gemeinsam mögliche Zukunftsvisionen umzusetzen und so erfahrbar für den Anwender zu machen.

Im Mai 2017 wurde auf der Labvolution in Hannover im Rahmen der Sonderschaufläche Smartlab das Labor der Zukunft vorgestellt. Insgesamt 14 Partner (u. a. das Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung (IPA), das Institut für Technische Chemie der Leibniz Universität Hannover und Firmen wie Eppendorf, Presens Precision Sensing, Sartorius, Köttermann oder Zühlke Engineering) haben bereits zum zweiten Mal gezeigt, wie der Laboralltag in Zukunft aussehen kann. Neben smarten Oberflächen und Labormöbeln, spielt das Thema Gerätevernetzung und zentrale Datenarchivierung eine wesentliche Rolle. Das Smartlab vereint Anwendungen, die bereits marktreif sind mit langfristigen Visionen. Mittlerweile ist das Smartlab zu einer Dauerausstellung in der Robotation Academy (Teil der Deutschen Messe Technology Academy) geworden. Hier werden ganzjährig Konferenzen, Seminare, Workshops und Schulungen zu den Themen Industrie 4.0, Robotik und Automation angeboten.

Vernetzte Zusammenarbeit

Das bereits im Jahre 1990 gestartete Human-Genome-Projekt ist ein gutes Beispiel für vernetzte Zusammenarbeit im Labor. Ohne die Vernetzung von Forschern weltweit wäre dieses Projekt nicht möglich gewesen. Aber wie ist diese Art der vernetzten Kooperation seitdem in den Laboralltag integriert worden? Im akademischen und industriellen Bereich werden immer häufiger einheitliche SOPs gefordert. Diese müssen an verschiedenen Standorten jederzeit verfügbar und stets aktuell sein. Nur so sind ein reibungsloser Ablauf und die Einhaltung von Standards zu gewährleisten. Im Jahre 2003 wurde das Human-Genome-Projekt beendet und seitdem stehen zum Datenaustausch verschiedene netzwerkinterne oder cloud-basierte Anwendungen zur Verfügung. Somit ist ein digitaler, globaler Austausch von Daten ebenso selbstverständlich geworden, wie der sichere, firmeninterne aber standortübergreifende Zugriff auf einheitliche SOPs.

Lückenlose Dokumentation

Immer bedeutender, aber bislang eher zweitrangig betrachtet, wird die Dokumentation und Archivierung von Geräteparametern. Es ist nicht nur wichtig zu dokumentieren, ob ein Gerät regelmäßig gewartet wurde, auch die lückenlose Dokumentation der Geräteperformance gehört heutzutage zu den Anforderungen an die Qualitätskontrolle im Routinelabor. Was Produktionsanlagen bereits seit langem dokumentieren, wird nun auch auf die Up- und Downstream-Prozesse ausgedehnt. Als ein Beispiel sei hier die Lagerung von Proben und Rohstoffen oder deren Inkubation, z. B. als Vorkultur, erwähnt. Eine lückenlose Dokumentation der Lagerbedingungen oder der Parameter während der Inkubation wird immer häufiger erforderlich. Da die Proben auch mitunter sehr wertvoll sein können oder sensitiv auf Abweichungen während der Inkubation reagieren, ist eine Fernüberwachung der Geräte ebenso erforderlich wie die sofortige Verständigung im Falle einer Abweichung. Dies kann, berücksichtigt man IoT-Ansätze, vom Gerät selbst vorgenommen werden. Das spart aufwendige, regelmäßige Kontrollen am Gerät vor Ort und somit Zeit und Geld. Gleichzeitig sorgen reibungslose Abläufe der Up- und Downstream-Prozesse für reproduzierbarere Endergebnisse.

Lösungen der Hersteller

Die Vision des vernetzten Labors, mit zentraler Datenerfassung und gleichzeitigem, globalem und sicheren Zugriff auf diese Daten, stellt Hersteller von Laborgeräten vor ganz neue Fragestellungen und Aufgaben. Auch eine einfache und sichere Datenarchivierung und Datenverwaltung stellt gewisse Herausforderungen an die Hersteller. Aus diesem Grund hat Eppendorf bereits vor Jahren damit begonnen, gemeinsam mit Kunden aus verschiedenen Branchen diese Anforderungen zu definieren und im Entwicklungsprozess zu berücksichtigen. Als einen ersten Schritt in Richtung digitales Labor hat Eppendorf das Visionize-System zur Gerätevernetzung auf den Markt gebracht. Aktuell wird in Kooperation mit Referenzkunden in Deutschland, den Niederlanden und Großbritannien dieses System, bestehend aus Softwareanwendungen und Geräten, im Laboralltag getestet. Ziel ist es, die Funktionalitäten sowie den Leistungsumfang bestmöglich den Erfordernissen im Laboralltag anzupassen. Hierbei werden ganz verschiedene Szenarien abgebildet, von akademischen Anwendungen, über industrielle Anforderungen bis hin zur biopharmazeutischen Produktion.

Digitale Labororganisation

Neben der Gerätevernetzung, mit der Möglichkeit zur Fernüberwachung, bietet das Visionize-System auch Möglichkeiten zur effizienteren Labororganisation. Eine zentrale Datenerfassung und -archivierung in der eigenen Netzwerkinfrastruktur ermöglicht eine optimierte Geräteauslastung und trägt somit zur Steigerung der Effizienz bei. Die Installation und Vernetzung ist dabei nicht schwieriger oder risikoreicher als die Installation eines neuen Netzwerkdruckers.

Bei der Fernüberwachung vernetzter Geräte lassen sich nicht nur Informationen über den aktuellen Status, sondern auch über die Ursache einer Abweichung erhalten. Diese Daten werden sicher in der eigenen Netzwerkumgebung aufgezeichnet und archiviert und können jederzeit und von überall über die Netzwerkinfrastruktur abgerufen werden. Zur übersichtlichen und digitalen Labororganisation steht eine zentrale Informations- und Dokumentendatenbank mit Anwenderverwaltung zur Verfügung, mittels der sich neben aktuellen Statusanzeigen auch Wartungsintervalle, Zertifikatsdaten, Standorte, Dokumente und Ansprechpartner organisieren lassen. Die Installation und Gerätevernetzung erfolgen „on-premises“ und unterliegen somit der Datensicherheit und Administration des eigenen Netzwerks. Alle Visionize-Software-Applikationen sowie das entsprechende Interface an den Geräten weisen zudem eine einheitliche Bedienführung auf, die einem komplett neuen und zeitgemäßen UI/UX-Konzept (User Interface/User Experience) folgt. Dies gewährleistet, dass die Bedienung produkt- und plattformübergreifend einheitlich ist und lange Einarbeitungs- und Gewöhnungsphasen entfallen. Zeitgleich wird das Risiko von Fehlbedienungen minimiert.

www.prozesstechnik-online.de
Suchwort: php0417eppendorf


Dr. Tanja Musiol

Projektleiterin Portfoliomanagement Marketing,
Eppendorf



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