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Waldner Symposium 2019

Digital im Grünen – Impulse zum Labor von Morgen

| Autor: Christian Lüttmann

Digitaler Wandel und grüne Bergwiesen – beim Waldner-Symposium finden diese Kontraste einen gemeinsamen Nenner. Im Allgäu trafen sich Planer und Nutzer aus der Laborbranche, um sich neben Trends zum Bau moderner Labore auch über die Digitalisierung und das Labor 4.0 auszutauschen. Wir waren mit dabei und haben Eindrücke zum Thema Labor der Zukunft aus dem Allgäu mitgebracht.

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Das Labor der Zukunft – im Grünen? Hier in Isny im Allgäu diskutieren die Teilnehmer des Waldner-Symposiums über Labore von morgen.
Das Labor der Zukunft – im Grünen? Hier in Isny im Allgäu diskutieren die Teilnehmer des Waldner-Symposiums über Labore von morgen.
(Bild: LABORPRAXIS, C. Lüttmann)

Würzburg, Isny – Ganz im Süden Deutschlands, im beschaulichen Isny im Allgäu, trafen sich am 10. und 11. Oktober rund 80 Architekten, Planer, Betreiber und Nutzer aus der Laborbranche. In ländlicher Ruhe nutzten sie die Zeit, um über aktuelle Trends in der Entwicklung moderner Labore zu diskutieren. Seit über zwanzig Jahren bietet der Laboreinrichter Waldner diese Veranstaltung an. Damit schafft das Unternehmen eine Plattform zum Austausch und zur Weiterbildung, die sich in diesem Jahr neben dem Hauptthema Laborplanung und -bau einmal mehr mit dem digitalen Wandel in der Laborwelt auseinandersetzte.

Digitalisierung 2019 – ein Video von equalman fasst die Digitale Welt in Zahlen zusammen:

Willkommen im Digitalzeitalter

Die heutige Zeit ist das Digitalzeitalter. Der Festplattenhersteller Seagate schätzt, dass sich die globale Datenmenge, die jährlich erzeugt, kopiert oder anderweitig verarbeitet wird, auf über 33 Zettabyte beläuft. Bis 2025 soll diese weltweite Datensphäre auf 175 Zettabyte wachsen. Würde man das auf BluRays abspeichern, der Stapel würde von hier bis zum Mond reichen – 23 Mal.

Auch oder gerade in der Forschung fallen gewaltige Datenmengen an. Im Zuge der Digitalisierung ist dies per se wünschenswert. Schließlich soll das Papier langfristig aus dem Labor verschwinden. Im Labor der Zukunft gibt es stattdessen ausschließlich elektronische Laborbücher (ELNs) und alle Geräte kommunizieren untereinander und mit dem ELN. Ob es nun die Einwaage einer Probe ist oder die Fehlermeldung von der Heizplatte, alles wäre miteinander vernetzt – so die Zukunftsvision. „Gut funktionierende Insellösungen gibt es bereits zahlreiche“, sagt Dr. Geo Adam von Roche beim Waldner-Symposium. „Aber eine holistische Lösung steht noch aus.“

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Es fehlt eine gemeinsame Sprache

Schwierigkeiten bei dem ganzheitlichen Ansatz macht i.d.R. die Software. Denn obwohl ein Umdenken schon im Gange ist, erschweren herstellerspezifische Programme momentan noch immer die Vernetzung von Geräten im Labor. Dies ist auch Dr. Joachim Richert von der BASF ein Dorn im Auge. „Systeme müssen Daten untereinander austauschen, also interoperabel sein“, fordert er. Dafür müssten die Geräte herstellerübergreifend eine gemeinsame Sprache sprechen. Proprietäre Software würde Richert daher am liebsten aus der Laborwelt verbannen. „Als Anwender möchte ich unabhängig sein und die Freiheit haben, mir das beste Gerät zu kaufen“, sagt der Leiter des Kompetenzzentrums Analytik. Und das sei nicht immer das Gerät, welches softwarekompatibel zu den bereits vorhandenen Geräten ist.

Im Vergleich zu anderen Industrien scheint die Laborbranche an dieser Front im Rückstand zu sein. „Für die Anreise hierher habe ich mir einen Mietwagen genommen. Da konnte ich einfach mein Smartphone anschließen – und es hat mit dem Auto problemlos kommuniziert. Solche herstellerübergreifenden Plug-and-Play-Lösungen funktionieren leider noch nicht immer in der Laborwelt“, sagt Richert. Standards wie Sila könnten hier für Abhilfe sorgen – vorausgesetzt dass sich eines Tages wirklich alle Hersteller auf einen gemeinsamen Standard wie diesen einigen.

Ein „Kevin“ fürs Labor der Zukunft?

Während Softwareprobleme sich dem Auge entziehen, macht Andreas Traube vom Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung (IPA) eine Beobachtung bei der Hardware-Ausstattung der Labore: „Heutige Einrichtungen sehen zu 90% so aus wie noch 1950.“ Doch tatsächlich hat sich hier schon einiges getan. Der Grad an Automatisierung steigt immer weiter an, getrieben von der „exponentiellen Beschleunigung der Innovation“, wie Traube sagt. Er sieht die Zukunft in assistierenden, mobilen Robotern, wie sie bereits im Testlabor am IPA in Stuttgart eingesetzt werden. Ausgerüstet mit einem 360 Grad Kamerasystem und zahlreichen Sensoren bewegt sich dort „Kevin“ über die Flure. Der autonome Roboter erkennt Hindernisse und plant seine Wege entsprechend um.

Wie der autonome Roboter Kevin im Laboralltag agiert, zeigt dieses Video des Fraunhofer IPA:

Kommunikation ist der Schlüssel

Obwohl der Roboter mit seinen zahlreichen Sensoren und dem behutsamen Fahrstil bereits zur Interaktion mit Menschen geeignet ist, heißt auch hier wieder der Schlüssel zum Erfolg: Kommunikation. Damit sich Kevin ohne fremde Hilfe im Gebäude bewegen kann, muss er mit Türen und Aufzügen „sprechen“ und sozusagen um Durchgang bitten. Zwar könnte man theoretisch auch für das „händische“ Öffnen von Türen entsprechende Programme und Roboterarme entwickeln, dies wäre aber viel aufwändiger, als automatisch öffnende Türen zu installieren.

Und auch die Laborgeräte müssen auf den Roboter eingestellt werden. Schließlich müssen sie anmelden, wenn eine Probe fertig und bereit zur Abholung ist. Und auch wenn Kevin nicht gerade der schnellste ist, so kann er doch über die regulären Geschäftszeiten hinaus das angestaute Probenvolumen weiter abarbeiten.

Keine Angst vor der Zukunft

Dass bei all der Technik der Mensch in Zukunft zu kurz kommt, glaubt Traube nicht: „Im Labor der Zukunft fungiert der Mensch idealerweise als Dirigent für die Robotik.“ Der IPA-Forscher betont, dass Automatisierung nicht zum Selbstzweck werden darf, sondern stets den Anwender „abholen“ muss: „Automatisierer müssen die Brücke zwischen Mensch und Maschine schlagen“, ist Traube überzeugt.

Nicht nur mancher Anwender im Labor ist noch unsicher ob der rasanten Veränderungen durch die Digitalisierung. Auch für die Planer und Architekten von Laborgebäuden ergeben sich viele neue Möglichkeiten, aber auch Herausforderungen, die es zu bewältigen gilt. Auf dem Waldner-Symposium stand daher der Laborbau ebenfalls als zentrales Thema auf der Agenda.

Laborbau mit Digital-Zwilling

In der Baubranche beginnt sich in Deutschland ein neues Tool durchzusetzen: Building Information Modeling bzw. Management, kurz BIM. Mit entsprechender Software lässt sich damit ein „digitaler Zwilling“ des Gebäudes erstellen, der nicht nur jede Gasleitung und jede Laborbank abbildet, sondern die einzelnen Elemente auch mit Metadaten abspeichern kann. So lassen sich Aufstellort, Anschaffungskosten oder Wartungszyklen in einer Art digitalem Pass hinterlegen. Dies hilft nicht nur bei der Bauplanung, sondern erleichtert auch später den reibungslosen Betrieb des Gebäudes – vorausgesetzt der digitale Zwilling wird weiterhin gepflegt.

Ergänzt um selbstlernende Algorithmen kann BIM-Software z.B. auch die optimale Aufstellung der Bürotische berechnen. Dazu werden Parameter wie Arbeitsgruppenzugehörigkeit, Nähe zum Fenster und Länge der Laufwege zwischen Büro und Laborplatz iterativ angepasst, bis schließlich für jeden Wunsch ein optimaler Einrichtungsvorschlag steht. Welcher Vorschlag dann weiterverfolgt wird, bleibt in der Hand der Planer. „Der Algorithmus kann lediglich die Inspiration liefern. Was für den konkreten Fall wirklich die optimale Einrichtung ist, das kann nur der Mensch beurteilen“, betont Karl Osti vom Unternehmen Autodesk. BIM sei einfach ein neues Tool, das Planer und Architekten unterstützen soll – kein Konkurrent für diese Berufe.

Wie sich die Laborwelt weiterentwickelt, wird natürlich auch 2020 wieder ein Thema in Isny im Allgäu sein. Dann findet am 8. und 9. Oktober das 23. Waldner-Fachsymposium statt. Informationen finden Sie rechtzeitig auf www.waldner-symposium.de

Ergänzendes zum Thema
Digitalisierung im Labor – Das Waldner-Symposium im Überblick

Das Waldner-Symposium setzte 2019 den Schwerpunkt auf Digitalisierung – ohne dabei den Mensch zu übergehen. Schon zu Beginn holte Dr. Robert Rupp von der Universität Heidelberg die Teilnehmer mit seinem Vortrag „Digitaler Wandel beginnt im Kopf“ ab. Er gab Strategien an die Hand, um den Herausforderungen der Digitalisierung mit „Mentaler Stärke“ zu begegnen. Auch beim großen Thema Building Information Modeling (BIM) – was zunehmend relevant für Planer und Architekten ist – sorgten die Referenten mit zahlreichen Praxisbeispielen stets für einen direkten Bezug zum Auditorium. So sprachen Karl Osti von Autosdesk, Ralf Komor von Waldner und Elisabeth Aberger vom TÜV Süd sowohl Labornutzer wie auch -planer an und bezogen sie in die anschließenden Fragerunden ein. Für die Auflockerung zwischendurch sorgten kurze Übungen der Sportwissenschaftlerin Mandy Rupp sowie der Abendvortrag von Künstler und Moderator Klaus-Jürgen „Knacki“ Deuser.

Wie die Digitalisierung sowohl beim Bau als auch beim Betrieb von Laboren hilft, skizzierten Dr. Joachim Richert von der BASF, Stefan Siefritz von Drees & Sommer sowie Andreas Traube vom Fraunhofer IPA. In Ihren Vorträgen ging es um den aktuellen Stand auf dem Weg zum Labor der Zukunft, um die Einsatzmöglichkeiten von Virtual Reality und um den Fortschritt in Automation und Robotik. Wie weit das Labor der Zukunft aus Nutzersicht ist, erläuterte Dr. Geo Adam vom Roche Innovation Center. Zuletzt gab Dr. Elisabeth Karg von der Sartorius Life Science Factory noch Einblicke in die Welt von Start-Ups.

Den Abschluss der zweitägigen Veranstaltung bildete schließlich die Besichtigung des Ausstellungslabors von Waldner in Wangen, wo moderne Abzüge und andere Neuheiten vorgestellt wurden.

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Über den Autor

 Christian Lüttmann

Christian Lüttmann

Volontär, Vogel Communications Group GmbH & Co. KG