New Lab

Maike Kranz

Begriffe wie Labor 4.0 oder Labor der Zukunft werden aktuell häufig verwendet, wenn es um Trends und Technologien geht, die die Laborplanung maßgeblich prägen und beeinflussen. Doch was verbirgt sich tatsächlich hinter diesen Schlagwörtern und was bedeutet das für Unternehmen, die ihre Labore modernisieren oder neu konzipieren möchten? Welche Kernfaktoren müssen Labore erfüllen, damit sie jetzt und in Zukunft über die nötige Flexibilität und Leistungskapazitäten verfügen, um einerseits stetig neuen fachlichen Anforderungen und andererseits den Herausforderungen an moderne Arbeitswelten gerecht zu werden?

Ein neues und innovatives Labor muss gut geplant und durchdacht werden. Labore haben sich in Teilen schon zu hochkomplexen Datenfabriken entwickelt, was sich zukünftig durch neue und leistungsfähigere Technologien in noch kürzeren Innovationszyklen fortsetzen wird.

Die Welt ist im Umbruch und wir erleben Transformation auf verschiedenen Ebenen – technologisch, sozial und ökologisch.

Die Digitalisierung von Informationen wird immer mehr zum Schlüssel des Erfolges und die damit verbundenen Daten bilden einen elementaren Asset. Unternehmen wollen, dass ihre Labore in Echtzeit weltweit miteinander interagieren können und dabei der Grad der Automatisierung als Instrument für höchste Qualitätsstandards fungiert.

Die Erfahrung der letzten Jahre hat uns auch gezeigt, dass Labor-Mitarbeitende nicht mehr zwingend an der Labor-Bank ihre Tätigkeiten ausüben, sondern auch hier eine erhebliche Flexibilisierung bei Arbeitszeit/-ort bis hin zur vollständigen Verlagerung des Arbeitsplatzes stattfindet.

Nicht zuletzt beeinflusst der dringend notwendige Wandel zu mehr Klimaschutz und wirksamer Nachhaltigkeit auch im Labor eine innovative Planung und moderne Gestaltung zukunftsfähiger Arbeitsumgebungen.

Die beschriebenen Transformationen im Labor können viele Gesichter haben. Oberstes Ziel sollte dabei jedoch sein, den Menschen und seine Bedürfnisse in den Mittelpunkt zu stellen. Der achtsame Umgang mit der Ressource „Mensch“ bedeutet, Entlastung zu schaffen, Prozesse und Arbeitssicherheit durch Digitalisierung zu optimieren sowie Freiräume für experimentelles Arbeiten oder andere Kerntätigkeiten zu kreieren.

Sogenannte Smart Buildings bieten eine intelligente Vernetzung des Gebäudemanagements mit anwendungs- und nutzungsspezifischer Automation, die auch die Digitalisierung im Laborbetrieb optimal unterstützen. Sie eröffnen neue Gestaltungsmöglichkeiten, um innovative und ganzheitliche Arbeitswelten im Labor zu schaffen, die den dort arbeitenden Menschen alle Optionen für Austausch, Kommunikation, Kreativität und Wissenstransfer ermöglichen, die es im Labor der Zukunft braucht.

Das Anwendungsspektrum digitaler Systeme im Labor ist breit gefächert und kann dem Anwender sowohl den Arbeitsalltag erleichtern wie auch die Ergebnisqualität steigern.

Ein Beispiel ist die Umstellung auf LIMs und LES-Systeme, die die analoge händische und fehleranfällige Dokumentation durch eine unmittelbare elektronische Datenerfassung aus den Mess- oder Analysegeräten ersetzen. Die Rückverfolgbarkeit von (Mess-)Daten, schafft Transparenz und sichert die Integrität der erzeugten Informationen. Dazu bedarf es einer anspruchsvolleren technischen Infrastruktur innerhalb der Labore, die oft in älteren Gebäuden nicht vorhanden ist. Intelligente Gebäude ermöglichen der Nutzerschaft zudem, mithilfe von Sensoren auf wichtige Umweltdaten zuzugreifen, was die Reproduzierbarkeit und Kontrolle von Experimenten und Analysen erleichtert.

Die Weiterverarbeitung von Daten erfolgt in herkömmlichen Laborumgebungen oft noch dezentral. Die Integration von Labor-, Raum-, Umwelt- und Gerätedaten auf einer digitalen Datenplattform ermöglicht eine gezielte und ortsunabhängige Datennutzung.

Ein weiteres Anwendungsfeld, welches seit vielen Jahren in allen produzierenden Branchen Einzug hält und im Kontext der Digitalisierung Erwähnung findet, ist das Thema Robotik.Heute können repetitive Prozesse durch Roboter auch im Labor übernommen werden und eine Entlastung für Mitarbeiter:innen schaffen.

Eine intelligente Verknüpfung der beschriebenen Anwendungsfälle gewährt uns eine erste Idee über die bereits heute nutzbare Zukunft. So können automatisierte, repetitive Prozesse mit Equipment-Buchungen verknüpft werden und so zu einer effektiven Nutzung führen. Eine geplante, geteilte Nutzung von Equipment ermöglicht längere Nutzungszeiträume pro Tag. Durch die Automatisierung der Prozesse kann die Gerätenutzung auch über die gängigen Arbeitszeiten hinaus erfolgen. So könnten repetitive Prozesse nachts laufen, während Geräte am Tag durch Mitarbeiter:innen für speziellere, sich nicht wiederholende Tätigkeiten genutzt werden.

Im Bereich Facility Management sind bereits heute Anwendungen wie predictive maintenance, also die proaktive Wartung von Maschinen und Geräten auf der Basis eines kontinuierlichen Monitorings und fortlaufender Datenanalysen, gängige Praxis. Ein weiteres Anwendungsfeld der Prozessdigitalisierung ist auch die Logistik. Hier kann die Vernetzung der Tätigkeiten und Betriebssystemen im Labor mit der Materialbeschaffung die Lagerung, die Bereitstellung und den Einkauf optimieren.

In vielen bestehenden Laboren wird derzeit bei weitem nicht das volle Potential, welches die Digitalisierung bietet, ausgeschöpft. Veränderung bedeutet Unsicherheit und erfordert häufig ein Umdenken. Die vielfältigen Chancen und Möglichkeiten, die aus der Digitalisierung für den Einzelnen entstehen, werden am besten durch die direkte Beteiligung am Entwicklungsprozess erlebbar. Deshalb führt die Carpus+Partner AG bereits zu Beginn der Planungsphase Workshops mit Mitarbeitern und Stakeholdern aus allen Funktionsbereichen durch, in denen die Mitarbeitenden ihre Bedürfnisse und Wünsche an den neuen Arbeitsplatz frei formulieren können. Wer mitgestalten darf, identifiziert sich mit seiner Arbeit und der Arbeitsumgebung. Eine Auseinandersetzung und intensive Betrachtung der Ist-Zustände sowie der einzelnen Prozesse und Abläufe in den Räumlichkeiten, zeigen häufig die Defizite der Bestandsflächen. In der Planung können durch die Partizipation der Mitarbeiter:innen die neuen Laborstrukturen individuell an die Tätigkeitserfordernisse angepasst, Wege verkürzt und somit die tägliche Arbeit erleichtert und verbessert werden.

Um die Leistungsfähigkeit der Mitarbeitenden zu steigern und neue Fachkräfte zu gewinnen, steht die „Jobsatisfaction“ im Fokus. Praxiserfahrungen zeigen eindrucksvoll, wie sehr eine innovative Arbeitsumgebung mit Ruhezonen, attraktiv gestalteten Denkräumen und Kommunikationszonen dazu beiträgt. Auch in Bestandslaboren können die Arbeitsumgebungen durch technische Optimierungen, wie z. B. mithilfe von akustischen Elementen oder verlangsamten Lüftungsgeschwindigkeiten, oder durch den Einsatz neuer Materialien, Farben und räumlich angepassten Konzepten deutlich aufgewertet werden.

Beeinflusst durch die Krisen unserer Zeit sind zuletzt neben den Themen Fachkräftemangel und Digitalisierung auch die Motivation und die Notwendigkeit zu mehr Nachhaltigkeit im Laborbetrieb erheblich gestiegen. Nachhaltigkeit ist keine Einzelmaßnahme, sondern ein ganzheitlicher Ansatz bei der Neuplanung von Laboren und ein kontinuierlicher Prozess aus vielen Schritten in bestehenden Laborbetrieben. Dazu gehören zum einen technische Lösungen, wie der Einsatz von Stützstrahltechnik an Abzügen, eine variable Laborlüftungsregelung, Präsenzschaltung für Licht und Lüftung, Nachtabsenkung oder der Einsatz wassersparender Armaturen. Zum anderen sind weitere betriebliche Maßnahmen wie die Vermeidung von Single-Use Artikeln, besser durchdachte Entsorgungskonzepte oder die Prüfung des Energieverbrauchs der Laborgeräte wirkungsvoll. Auch die Reduktion von bebauter Fläche, offene Laborflächen und Nutzungssynergien durch Raum- oder Geräte-Sharing liefern einen wichtigen Beitrag zu mehr Nachhaltigkeit im Laborbetrieb.

Was also ist das Labor der Zukunft?

Eine flexible, einladende Laborarbeitsumgebung, welche den Anforderungen an die technische Weiterentwicklung der Digitalisierung gerecht wird.

Dabei ist das zukunftsfähige Labor aber modern und nachhaltig gestaltet, lässt den Menschen ausreichend Raum und ermöglicht Ruhe. Ein Ort der Arbeit, welcher Sicherheit, Kreativität, Produktivität und Konnektivität fördert.