Das LIMS
für Geräteintegration

Erlebe die Integration von Laborgeräten, Sensoren, Robotern und Analysesoftware an einem konkreten Anwendungsszenario

Made in Germany by passionate lab people

Zur analytica 2024, der Weltleitmesse für Labortechnik, Analytik, Biotechnologie, präsentierten wir gemeinsam mit sechs Partnern einen ganzheitlichen Laborprozess mit Anbindung und Automatisierung von Laborgeräten.

Beginnend mit der Probenahme des Biers bis hin zu den finalen Analyseergebnissen wurde der gesamte Ablauf von unserem LIMS und Lab Execution System SAMPLES  orchestriert und verwaltet. Die konkret erfolgte Umsetzung haben wir für Sie nachfolgend detailliert zusammengefasst.

Unsere Partner:

  • Sensorik: pH-Messung und Umgebungssensoren von Essentim
  • Aktorik: Magnetrührer von 2Mag, Pipette von integra
  • Analytic: Thermale Desorption, Autosampler und Gaschromatographie von Gerstel
  • Probentransport: Cobot Kevin von UnitedRobotics
  • Ausstattung: iHex Labormöbel von SmartLab Solutions

 

Interview mit anschließender Live Demo eines halbautomatisierten Laborprozesses während der Sonderschau „Digitale Transformation“ zur analytica 2024.

Laborgeräte

Aktoren & Sensoren

Roboter & Cobots

Analysesoftware

Die Umsetzung des Laborprozesses

1. Raumtemperatur überwachen

Integration: Zur Überwachung der wichtigen Einflussgröße Temperatur wird diese über den gesamten Workflow hinweg erhoben. Die Sensoren verfügten bereits über LADS-Adapter und konnten somit einfach in die Geräteliste integriert werden. Die Analyse der Daten erfolgte standardmäßig über eine externe Analyse-Software, die daher in SAMPLES mit integriert wurde.

Ergebnis: Zur Temperaturüberwachung kann der Anwender zu Beginn der Untersuchung den entsprechenden Sensor im SAMPLES auswählen und aktivieren. Im Hintergrund erfolgt nun eine kontinuierliche Erhebung der Temperaturdaten. Anschließend werden diese automatisch vom LES zur Analyse an die integrierte externe Software übergeben. Über starke Abweichungen wird der Anwender proaktiv benachrichtigt.

2. ph-Wert ermitteln

Integration: Die ph-Wert Sensoren verfügten ebenfalls bereits über LADS-Adapter und gewährleisteten damit eine einfache Integration in die Geräteliste. Anschließend wurde das Gerät über die Methode mittels des Arbeitsschritt-Parameter „Wert lesen“ verbunden.

Ergebnis: Der konkrete Sensor kann durch den Anwender im Prozessschritt ausgewählt werden bzw. wird automatisch eingestellt, falls nur ein Sensor verfügbar ist. Während der Zugabe von Pufferlösung wird der ph-Wert kontinuierlich überwacht. Der letztlich finale Wert kann schließlich aktiv per Klick in das LIMS und Lab Execution System SAMPLES übernommen werden.

3. Pipettieren

Integration: Die Pipette verfügte bereits über einen SiLA-Adapter und konnte so problemlos integriert werden. Der Probenmenge-Parameter wurde mittels „Ausführen“-Interaktion mit den Funktionen Aspirieren und Dispensieren des Geräts verbunden.

Ergebnis: Die Geräteauswahl erfolgt durch den Anwender. Die Übertragung der korrekten Probenmenge für die Aufnahme aus dem Beaker und die Abgabe in den Stirring Tube erfolgt automatisch. Die zu übertragende Probenmenge ist dafür in den Arbeitsanweisungen hinterlegt.

4. Rühren & Adsorbieren

Integration: Magnetrührer und Temperatur-Sonden verfügten über LADS-Adapter und waren somit einfach in die Geräteliste zu integrieren. Die Interaktion zwischen Arbeitsschritt-Parameter und Gerät erfolgte mittels der Interaktion „Wert schreiben“. Der Start bzw. Stopp des Rührvorgangs wurde mittels „Ausführen“-Interaktion umgesetzt.

Ergebnis: Drehgeschwindigkeit und Drehmoment werden entsprechend der Vorgabe automatisch am Gerät eingestellt, wobei der Start und Stopp durch den Anwender per direkten Aufruf in SAMPLES erfolgt. Die Temperatur wird während des Rührvorgangs mit dem ausgewählten Sensor automatisch erfasst und überwacht. Die Analyse dieser Temperaturdaten erfolgt anschließend automatisch mit einer integrierten externen Analyse-Software. Medienbrüche werden somit vermieden.

5. Thermale Desorption

Integration: Die Integration der Analyse-Plattform erfolgte über bereits vorhandene  LADS-Adapter. Die Ausführung der einzelnen Prozesse des recht komplexen Vorgangs übernimmt hingegen ein gekapseltes Programm innerhalb der Plattform. SAMPLES startet lediglich das Programm per „Ausführen“-Interaktion, die Details der Ausführung bleiben im Gerät. Zur Analyse der Temperaturdaten wurde eine externe Analyse-Software integriert.

Ergebnis: Nachdem der Anwender den Adsorber mit der Schlinge in den TD-Tube eingefügt und die Position auf dem Arbeitstisch eingegeben hat, startet er das Programm direkt in SAMPLES. Die Ausführung selbst als auch kritische Parameter können kontinuierlich verfolgt und überwacht werden. Das Temperatur-Profil ist gemäß den Arbeitsanweisungen am Gerät voreingestellt und wird prozessbegleitend überwacht sowie mittels integrierter externer Software automatisch analysiert.

6. Gas Chromatographie

Integration: Auch der Gas-Chromatograph wird über dessen gekapseltes Programm angesprochen. Zudem wurde der Datenaustausch zwischen der verwendeten externen Analyse-Software und dem LES realisiert, um die Analyse-Ergebnisse letztlich wieder ins LES zu überführen.   

Ergebnis: Am Ende des vorher erfolgten Prozessschrittes (5) startet das LES das Programm, wodurch der Adsorber die herausgelösten Stoffe automatisch an den Gas-Chromatographen weitergibt. Die von diesem ermittelten Rohdaten werden manuell in eine externe Analyse-Software übertragen. Sobald die Ergebnisse vorliegen, werden diese per Datenaustausch automatisch ans LES übergeben und ins Protokoll übernommen.

7. Visuelle Status-Anzeige am iHEX

Integration: Die in den sechseckigen modularen Labormöbeln iHEX integrierten LEDs verfügten bereits über LADS-Adapter und konnten so einfach integriert werden.    

Ergebnis: Um den Anwender während des gesamten Workflows auch visuell über den aktuellen Status zu informieren, geben die Status-LEDs der iHEX-Module über den Farbwechsel an, in welchem Arbeitsschritt bzw. an welchem iHEX-Modul man sich soeben befindet. Dies steuert SAMPLES im Hintergrund automatisch je nach Status und Fortschritt im Untersuchungsablauf.

8. Steuerung des Cobots Kevin

Integration: Der Cobot Kevin verfügte bereits über einen LADS-Adapter und ließ sich somit über eine eigene Middleware einbinden und steuern. Der komplexe Ablauf wurde als separater Workflow entwickelt.    

Ergebnis: Die Aufgabe von Cobot Kevin besteht in der Unterstützung der Labormitarbeitenden durch Tätigkeiten, die bspw. parallel zu anderen Aufgaben erledigt werden können bzw. besondere Fertigkeiten erfordern. Dazu kann Kevin direkt per Aufruf mit SAMPLES gestartet werden. Im hier beschriebenen Use Case oblag dem Cobot Kevin die Abholung, Aufnahme und der Transport des untersuchten Probenträgers zur Reinigung. Auch das bedarfsabhängige Aufladen seiner Batterien an der Ladestation erfolgte automatisch. 

Das Fazit: Deutliche Effizienzsteigerung

Die Unterstützung der Anwender durch diesen halbautomatisierten Laborprozess hat signifikante Vorteile gebracht. Ein entscheidender Aspekt ist das Plug’n Play Feeling, welches durch das reibungslose Zusammenspiel zwischen den Geräten und dem LIMS ermöglicht wird. Dieses Zusammenspiel mit SAMPLES sorgt für eine nahtlose Integration und vereinfacht die Gerätesteuerung erheblich.

Die Steuerung der Geräte aus der LES-Funktionalität von SAMPLES heraus erfolgt durch vorkonfigurierte Interaktionen, was den Anwendern die Bedienung erleichtert und die Effizienz erhöht. Geräte können einfach ausgewählt oder Aktionen automatisiert gestartet werden, wodurch der gesamte Prozess beschleunigt und vereinfacht wird.

 

 

Darüber hinaus werden durch das LES die Abfolge der Arbeitsschritte und die damit verbundenen Datenflüsse zwischen den verschiedenen Geräten und Applikationen automatisiert und vereinfacht. Dies führt zu einer beschleunigten Ausführungszeit und einer signifikanten Reduzierung von Fehlerquellen.

Zudem wird mit dem hier gezeigten Use Case durch Einhaltung des ALCOA-Prinzips die hohe Qualität der Daten sichergestellt: Die Daten sind jederzeit nachvollziehbar, lesbar, zeitnah, original und genau.

Insgesamt trägt die Geräteintegration maßgeblich zur Steigerung der Effizienz und Verbesserung der Qualität im Labor bei, indem sie die Anwender unterstützt und die Arbeitsabläufe optimiert.

Isabell

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Isabell und das SAMPLES-Team freuen sich auf den Austausch mit dir!

FAQ

Allgemeine Fragen zu SAMPLES

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Was ist SAMPLES und wie kann es meinem Labor helfen?

SAMPLES ein Laborinformationsmanagementsystem (LIMS), aber auch ein Lab Execution System (LES).

Je nachdem, wie du es einsetzt, kannst du mit SAMPLES alle Informationen zu deiner Laborausstattung (Geräte, Verbrauchsmittel, Methoden, etc.), und zur Laborroutine, also den Proben und Details zu deren Untersuchung verwalten. Über die Anbindung von Geräten und anderen Softwaresystemen kannst du deine Prozesse sogar automatisieren.

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Welche Art von Proben und Daten kann ich mit SAMPLES verwalten?

Von Abwasser bis Zugprobe findet alles seinen Platz. SAMPLES ist das Chamäleon unter den LIMS-Systemen. Grundlegend können alle Fachbereiche mit den spezifischen Geräten, Methoden und Probenarten eingerichtet werden. Du hast spezielle Parameter? Kein Problem, du kannst sogar Messgrößen und Einheiten selbst konfigurieren und jederzeit ergänzen!

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Ist das LIMS kompatibel mit anderen im Labor verwendeten Systemen?

Natürlich. SAMPLES ist ein absoluter Teamplayer! Je nachdem, welche Schnittstelle das andere System bietet, können wir die Anbindung an alle möglichen Systeme (ERP, CRM, Auftragsportale, etc.) realisieren. Auch die Anbindung an Geräte- und Messysteme für die Automatisierung deiner Laborprozesse ist möglich.

Fragen zur Nutzung

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Wie starte ich mit der Einrichtung von SAMPLES?

In der Regel ist es am sinnvollsten, zunächst einen Laborprozess inkl. aller Stammdaten etc. in SAMPLES anzulegen und über einen Testzeitraum auszufeilen. Mit den gesammelten Erkenntnissen ist es einfach, nach und nach weitere Prozesse zu überführen.

Das System macht dir die Einrichtung zwar einfach, aber Zeit brauchst du trotzdem für die Einrichtung. Kein Problem! Wir bieten die Einrichtung deiner Systeme auch als Serviceleistung an. Den Umfang bestimmst du, von Starthilfe bis Kompletteinrichtung ist alles möglich.

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Kann ich bestehende Daten in das LIMS importieren und wie funktioniert es?

Ja, prinzipiell kannst du vorhandene Daten an unterschiedlichen Stellen importieren. Dafür ist entscheidend, in welcher Form die benötigten Daten vorliegen. Im Rahmen des System-Setups können wir dich dabei unterstützen.

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Wie kann ich Berichte generieren und anpassen?

Nach der Freigabe der Messergebnisse kannst du für jeden Auftrag einen Bericht erstellen. Dafür brauchst du genau einen Klick, mit dem du automatisiert aus dem hinterlegten Template einen PDF-Report erzeugst und anhängst. Welche Daten im Report erscheinen, kannst du übrigens sogar während der Versuchsdurchführung anpassen.

Fragen zum Betrieb

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Welche Betriebsmodelle gibt es?

SAMPLES wird in der Regel auf unserer Microsoft Azure Cloud gehostet. Es kann aber, wenn erforderlich, auch on premise auf euren Servern ausgerollt werden.

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Wie sichert das LIMS meine Daten und gewährleistet Datenschutz?

Im Rahmen unseres Qualitäts- und IT-Sicherheitsmanagements legen wir höchsten Wert auf die Sicherheit deiner Daten.

Die Systeme werden in der Regel auf unserer Microsoft Azure Cloud gehostet und profitieren von Microsofts hohen Sicherheitsstandards. Sie können aber, wenn erforderlich, auch on premise auf euren Servern ausgerollt werden.

Im Cloudbetrieb können die Daten entweder in West-Europa (Standard-Hosting) oder auf Servern in Deutschland (Premium-Hosting) gespeichert werden.

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Was passiert, wenn ich keine Verbindung zum Internet habe?

SAMPLES ist eine Web-Anwendung. In SAMPLES angelegte Daten werden online bzw. in deinem internen Netzwerk gespeichert, falls du dich für die on premise Variante entscheidest.

Bei Cloudbetrieb ist eine stabile Internetverbindung erforderlich. Für die Probennahme bieten wir optional ein offline-fähige App an.

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Wie werden Updates und Upgrades für SAMPLES gehandhabt?

SAMPLES lebt und wächst. Unser Entwicklungsteam arbeitet täglich daran, Features zu ergänzen und zu verbessern. Technische Updates werden regelmäßig zur Verfügung gestellt, erweiterten Funktionsumfang bieten wir dir als optionales Upgrade an.

Services rund um SAMPLES

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Welche Schulungmöglichkeiten gibt es?

Klar! Wir bieten neben einem Handbuch in der App und den Videotutorials in unserer Mediathek auch Schulungen und Trainings mit unseren Servicepartnern an. Ob bei dir vor Ort, an einem der Standorte oder Remote – wir finden eine passende Lösung!

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Welche Art von technischem Support gibt es?

Neben Unterstützung durch unser Support-Team bieten wir auch Hilfe zur Selbsthilfe: für viele Arbeitsschritte findest du Video-Tutorials in unserer Mediathek.

Jedes Labor ist anders.

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