Verfahrenstechnik 9/2022

LABORDIGITALISIERUNG IN

LABORDIGITALISIERUNG IN DREI STUFEN ZUM ZIEL Seit einigen Jahren ist die Automatisierung eines der wichtigsten Themen für das moderne Labor. Dieses große Vorhaben kann man in drei Stufen unterteilen. Mit jeder Stufe erreichen Sie einen höheren Grad der Digitalisierung für Ihr Labor und verbinden individuelle Dateninseln zu einem hoch performanten Netzwerk. Für ein erfolgreiches Projekt zur Digitalisierung eines Labors kommt es auf die strukturierte Planung und Vorbereitung an. Durch das Aufteilen des Gesamtprojektes in kleinere Pakete lässt sich eine höhere Akzeptanz im Unternehmen erzielen. Die Messbarkeit von Erfolgsfaktoren wird erhöht und Etappenziele werden schneller erreicht. Ein weiterer Vorteil dieser Vorgehensweise ist die höhere Kosteneffektivität und Budget sicherheit. Auch wenn das vorgestellte Beispiel am häufigsten zum Einsatz kommt, kann man die Reihenfolge der Stufen verändern. Jede Phase beinhaltet einen Teilerfolg auf dem Weg zum Ziel. STUFE 1 Die Basis für Stufe 1 ist ein Laborinformations- und -management System (LIMS), in dem alle Daten in einer zentralen Datenbank abgelegt werden. Das LIMS bildet quasi das zentrale Nervensystem des Labors ab. Die meisten dieser Systeme beinhalten Standardfunktionen zum Anschluss von Messgeräten wie beispielsweise Laborwaagen, die sich einfach per Konfiguration (Gamp5 Cat.4) parametrisieren lassen. Besonders moderne LIMS erlauben es, sowohl hochmoderne als auch betagte Laborgeräte zu integrieren. Dazu liefern einige Herstellersehr kompakte Anschlussboxen, die einen Mini-PC beinhalten und bereits vorkonfiguriert ausgeliefert werden. An diese Boxen lassen sich Messgeräte per USB, RS232 oder LAN anschließen und stellen somit eine elektronische Weiterleitung der Messdaten her. In dieser Stufe werden alle Messgeräte angebunden, die eine elektronische Datenübertragung erlauben. Der Messwert wird vom Messgerät abgerufen und in die Ergebniserfassung eingetragen. Man unterscheidet hier zwischen einfachen und komplexen Messgeräten. Bei letzteren werden üblicherweise Dateien eingelesen und über ein sogenanntes Parsingscript interpretiert und den Proben zugeordnet. In beiden Varianten wird über das LIMS der Gerätestatus abgeprüft, wobei ggf. Werte abgelehnt werden, falls ein Gerät nicht mehr qualifiziert (kalibriert) sein sollte. In dieser ersten Stufe der Laborautomatisierung erhält man große Vorteile durch eine geprüfte und fehlerreduzierte Datenübertragung. Auf dem Weg zum digitalisierten Labor hat man somit circa 30 Prozent der Strecke absolviert. 36 VERFAHRENSTECHNIK 2022/09 www.verfahrenstechnik.de

BETRIEBSTECHNIK 01 01 Die Vernetzung aller Geräte reduziert die Übertragung von Fehlern und beschleunigt den Datenaustausch 02 In Stufe 1 werden alle Geräte, hier zum Beispiel Waagen, ins LIMS integriert 02 STUFE 2 Die zweite Ausbaustufe der Labordigitalisierung befasst sich mit den Prozessen im Labor. Ständig wiederkehrende Laborabläufe, die die Labormitarbeiter wie aus dem Effeff beherrschen, lassen sich etwas schwerer digitalisieren. Hier hat sich ein Begriff etabliert, der ursprünglich aus den USA stammt und wenig trainierten Mitarbeitern die Arbeit im Labor erleichtern sollte. Das sogenannte Lab Execution System (LES) oder auch Method Execution System (MES) strukturiert eine analytische Methode und sichert ihre Abarbeitung. In den letzten Jahren ist besonders beim LES die Möglichkeit der mobilen Datenerfassung in den Fokus gerückt. Die Mitarbeiterin findet auf dem Tablet die für sie vorgesehene Methode und startet den Ablauf. Wie unter Stufe 1 beschrieben, liefern die Messgeräte alle Werte elektronisch und zeigen diese auf dem Tablet an. Die Mitarbeiterin bewertet das Ergebnis und wird Schritt für Schritt durch die Methode geführt. Hierbei kann sie sich die genaue Durchführung der SOP auf dem Tablet anzeigen lassen. Für den nächsten Schritt wählt sie das passende zur Ver- fügung stehende Gerät aus, das hierfür vorgesehen ist. Die LES/ LIMS-Software hat diese LES-Schritte in den Stammdaten vorgeplant, die Labormitarbeiterin führt sie lediglich dort aus, wo sie sich gerade befindet. Diese Art der Abbildung der Laborprozesse führt zu einer deutlichen Effizienzsteigerung. Früher wurden diese Daten in einem Laborjournal erfasst, waren eher unstrukturiert und boten verständlicherweise kaum Möglichkeiten zur Datenrecherche. LABORAUTOMATISIERUNG IN DREI STUFEN n Anbindung von Messgeräten und automatisierte Datenübertragung n Automatisierung von Laborprozessen inklusive mobiler Datenerfassung n Rohdatenarchivierung www.verfahrenstechnik.de VERFAHRENSTECHNIK 2022/09 37