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LIMS Umweltmanagement und Betriebseffizienz im Labor kombinieren

Autor / Redakteur: Colin Thurston* / Dr. Ilka Ottleben

Entgegen vieler Annahmen gilt auch für Labore, dass Umweltverantwortung nicht auf Kosten der Rentabilität gehen muss. Tatsächlich kann effektives Umwelt­management oftmals die Betriebseffizienz vorantreiben. Ein Laborinformationsmanagementsystem (LIMS) kann dazu entscheidend beitragen.

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Abb. 1a: Für Labore bietet die ISO 14000 Normenfamilie ein Rahmenwerk zur Reduzierung von Abfall und Umweltbelastung...
Abb. 1a: Für Labore bietet die ISO 14000 Normenfamilie ein Rahmenwerk zur Reduzierung von Abfall und Umweltbelastung...
(Bild: Kamonpong Saejun)

Labore, die sich für einen strengen und disziplinierten Ansatz im Bereich Umweltmanagement entscheiden, erzielen in der Regel Effizienzsteigerungen in Form von reduziertem Energieverbrauch, effizienterer Nutzung von Verbrauchsmaterialien, verringerter Abfallerzeugung, niedrigeren Entsorgungskosten und mehr. Dies ergibt Sinn. Abfall, einschließlich der externen Umwelteffekte der Laborführung, ist fast immer ein Zeichen, dass irgendwo im Betrieb Ineffizienz vorliegt.

Die ISO 14000 Normenfamilie wird seit mehr als 15 Jahren in vielen Branchen eingesetzt. Für Labore bietet sie ein nützliches, nichttechnisches Rahmenwerk für die erfolgreiche Reduzierung von Abfall und Umweltbelastung. ISO 14001, die Hauptnorm der 14000 Normenfamilie, beschreibt eine Reihe von Richtlinien zur Einführung eines effektiven Umweltmanagementsystems (UMS). Ein UMS ist ein Management-Rahmenwerk, das Entscheidungsträger, einschließlich solcher in Verbindung mit Laboren, beim Setzen von umweltbezogenen Zielen und der Entwicklung einer positiven Feedbackschleife unterstützt. Letztere ermöglicht eine sich stetig verbessernde Umweltleistung und infolgedessen eine höhere Laboreffizienz.

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Die Feedbackschleife ist der Kern der ISO 14001 Norm. Den Mittelpunkt bildet ein Fünf-Stufen-Prozess: Zunächst muss sich das Labormanagement Umweltzielen verpflichten, die für das Unternehmen vernünftig sind. Dann muss ein Plan erstellt werden, wie diese Ziele über einen festgelegten Zeitraum hinweg (oftmals ein Quartal oder ein Geschäftsjahr) erreicht werden sollen. Schritt Drei ist die Umsetzung: Sobald ein konkreter Plan ausgearbeitet wurde, muss das Management diesen den Mitarbeitern vorstellen und sicherstellen, dass sie dazu in der Lage sind, ihre neuen Arbeitsabläufe auszuführen.

Wurde der Plan umgesetzt, beginnen die letzten beiden Stufen. In der Beurteilungsphase muss das Labor kontinuierlich alle Betriebsabläufe überwachen und Daten zur Erfüllung des Plans sammeln. Die abschließende Prüfungsphase gibt dem Labormanagement die Möglichkeit, die in der Beurteilungsphase gesammelten Daten zu bewerten und nach Wegen zur Verbesserung des ursprünglichen Plans für den nächsten Betriebszeitraum zu suchen – was natürlich wieder zur Richtlinienstufe zurückführt. Verbesserungen im Umweltmanagement in Bezug auf Laborabläufe können eine Reihe von Zielen sein wie beispielsweise Betriebskosten für Geräte oder die Entsorgung von Lösungsmittelabfällen, und ihre Ursache kann in langjährigen Arbeitspraktiken liegen.

Informationsmanagement

Ein effektives und vollständig normenkonformes UMS basiert auf der Möglichkeit zur Messung der Auswirkungen der Änderungen – im Wesentlichen der Möglichkeit zum Vergleich der Vorher- und Nachher-Phasen eines jeden Fünf-Stufen-Durchlaufs. Tatsächlich erfordert es von Laboren, zusätzliche, detailliertere Daten zu verarbeiten, sodass die Umweltleistungsfähigkeit des Labors richtig gemessen werden und das Management den Erfolg der umgesetzten Veränderungen beurteilen kann. Dies erzeugt neue Komplexitäten, die ein besseres Informationsmanagement zu einer Priorität für jedes Labor macht, das sich im Prozess der Einführung eines UMS befindet.

In vielen Laboren ist die ideale Lösung zur Verarbeitung all dieser Informationen bereits vorhanden: das Laborinformationsmanagementsystem (LIMS). Neben vielen anderen Dingen wird ein LIMS üblicherweise zur Verarbeitung und zum Berichten von Probendaten verwendet. Es kann jedoch genauso effektiv für das Sammeln, Organisieren und Berichten von Leistungsdaten eingesetzt werden – alles entscheidende Aspekte eines erfolgreichen UMS. Während das LIMS den Lebenszyklus einer Probe auf ihrem Weg durch das Labor verfolgt, sammelt es außerdem Kennzahlen über die Laborabläufe, z.B. die Verwendung eines Stammlösungsmittels für eine Probenvorbereitung, die für die Probenanalyse aufgewendete Zeit unter Verwendung eines Geräts und so weiter. Diese Daten können verwendet werden, um verwertbare Informationen zusammenzutragen, wie wir später sehen werden.

Planung

Hat sich ein Labor zur Einführung eines UMS entschieden, muss es die umweltbezogenen Aspekte seiner Abläufe identifizieren und katalogisieren. In der ISO 14001 Norm werden diese definiert als alle Gegenstände oder Prozesse, die eine negative Auswirkung auf die Umwelt haben können. Wurden alle Auswirkungen katalogisiert, setzt das Management die Zielsetzungen und Teilziele fest. Zielsetzungen beschreiben, was erreicht werden soll wie beispielsweise „Reduzieren der Verwendung gefährlicher Lösungsmittel“, während Teilziele messbare Ergebnisse sind, die mit einer Zielsetzung in Zusammenhang stehen. So könnte ein Labor für die Zielsetzung zur Reduzierung der Verwendung von Lösungsmitteln sich das Teilziel „Reduzieren des gesamten zu entsorgenden Lösungsmittelabfalls um 15 Prozent vor Juni 2015“ setzen.

Ein LIMS erleichtert die UMS-Planung, indem das System es dem Labormanagement ermöglicht, eine „Karte“ des Labors zu erstellen, die alle Geräte und Testprotokolle mit einer proportional höheren Umweltbelastung erfasst. Dadurch kann das Labor die tief hängenden Früchte für Prozessverbesserungen oder Protokolländerungen zum Erreichen der gesetzten umweltbezogenen Teilziele identifizieren.

Umsetzung

Sobald der Plan festgelegt wurde und das Labor auf seine neuen Umweltziele hinarbeitet, müssen neue Prozesse und Methoden an die jeweiligen Labormitarbeiter übermittelt werden. Die Umsetzung umfasst drei wichtige Stufen: Schulung der Mitarbeiter für ihre neuen umweltfreundlichen Protokolle, Einrichten der Datenerfassungsprozesse für Umweltkennzahlen und Prüfung der Ergebnisse des neuen Prozesses durch das Management. Das LIMS bietet eine wichtige Unterstützung für jede dieser Stufen.

Die erste Stufe, die Mitarbeiter-Schulung, profitiert von der Art der vollständigen Automatisierung der Zuteilung von Standardarbeitsanweisungen (SOP) an Labortechniker durch das LIMS, wodurch eine papierlose Schulungsumgebung geschaffen wird. Neue Arbeitsabläufe und Verfahren werden basierend auf den Rollen und Verantwortlichkeiten übersichtlich dargestellt. Des Weiteren kann das LIMS dafür sorgen, dass Nutzer zuerst bestimmte Schulungskurse absolviert haben müssen, bevor sie auf im LIMS gespeicherte Protokolle zugreifen können. Im Rahmen eines Audits zum Nachweis der Konformität mit ISO 14001 hat das LIMS außerdem den Fortschritt und Verlauf der Mitarbeiterschulung automatisch festgehalten.

Auch beim Vermitteln der Parameter des Umweltmanagements an die Mitarbeiter spielt das LIMS eine entscheidende Rolle. Echtzeit-Übersichten können die Parameter der Umweltqualität anzeigen, und auf kritische Parameterlevel basierende Benachrichtigungen können an die zuständigen Entscheidungsträger innerhalb und außerhalb des Labors gesendet werden. Dadurch werden Reaktionszeiten drastisch reduziert und die UMS-Leistungsfähigkeit stark verbessert. Zudem kann eine frühzeitige Reaktion auch Schäden an Geräten, Anlagen oder dem Produkt mindern, wenn eine Umweltbelastung auf ein gefährliches Niveau ansteigt. Werden Umweltereignisse aufgedeckt, ist das LIMS dahingehend ausgelegt, Mitarbeiter bei deren Lösung zu unterstützen. Das LIMS speichert Ereignisprotokolle, die direkt und genau beschreiben, was Mitarbeiter in solch einem Fall tun müssen.

Beurteilung

Die Beurteilung ist die längste und datenintensivste Stufe im UMS-Prozess: Ein normenkonformes Labor muss während des Betriebszeitraums alle betroffenen Laborabläufe kontinuierlich überwachen. Wiederum kann das LIMS hier eine bedeutende Rolle übernehmen. Immerhin ist es dahingehend ausgelegt, automatisch große und verschiedenste Datensätze zu sammeln und zu verwalten und diese für Entscheidungsträger im Labor leicht nutzbar zu machen. Ein LIMS kann als zentrales Archiv zum Sammeln von Daten aller Geräte im Labor dienen (ein LIMS wie Thermo Scientific Samplemanager kann dabei Daten von Geräten sämtlicher Hersteller sammeln). Indem Informationen an einem einzigen Ort gespeichert und von diesem abgerufen werden, wird die Analyse von Leistungstrends, die Überwachung von Leistungshauptkennzahlen gemäß Definition durch das UMS sowie regelmäßige interne Audits zur Sicherstellung der Zielerreichung ermöglicht.

Die Möglichkeit, ein solches Datenvolumen, einschließlich digitaler Informationen in hochauflösenden Formaten, sicher zu speichern, aufzurufen und zu analysieren, ist für die nächste Prozessstufe, die Prüfung durch das Management, entscheidend.

Prüfung durch das Management

Am Ende eines festgelegten Betriebszeitraums verlangt ISO 14001, dass das Labor-Management den Fortschritt ihrer UMS-Ziele überprüft. Ein LIMS kann diese Prüfung signifikant vereinfachen. Da alle Daten innerhalb des LIMS organisiert und für einen optimierten Zugriff und die Überprüfung vorkonfiguriert sind, kann das Labor-Management schnell den Fortschritt mittels Vergleich mit zuvor festgelegten Zielen beurteilen.

(Wieder-)Verpflichtung

Nach jedem Zeitraum muss das Management seine Verpflichtung zur ISO 14001-Konformität erneut bestätigen, indem die Ergebnisse des UMS mit einem unabhängigen (ISO) oder staatlichen (EPA) Revisionsorgan geprüft werden. So wie ein LIMS die UMS-Leistungsprüfung für das Management vereinfacht, so optimiert es auch das externe Berichten der Umweltleistungsfähigkeit des Labors. Das LIMS kann für jeden Zeitraum Berichte erstellen, die auf die Anforderungen der externen Prüfer zugeschnitten sind und eine gründliche, gut dokumentierte Prüfung erlauben.

* *C. Thurston: Thermo Fisher Scientific (Deutschland), 63303 Dreieich

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