Procesautomatisering voor iedereen door een intuïtieve netwerkgereedschap

De gegevensanalyse van laboratoriumprocessen wordt op veel plaatsen nog steeds handmatig uitgevoerd, wat extra stress met zich meebrengt. Bij automatisering van dergelijke processen wordt gevreesd dat er fouten ontstaan en dat het personeel minder controle heeft. (Bron: [iStock/Getty Images])

Met het laborautomatiseringstool Hei-PROCESS worden gebruikers in staat gesteld om procesketens op elk moment, locatieonafhankelijk, browsergebaseerd te plannen, te volgen, te documenteren en nauwkeurig te evalueren. (Bron: Heidolph Instruments GmbH & Co. KG)

De onopvallende, zwarte doos fungeert als schakelpunt en beveiligt de communicatie tussen alle betrokken actoren – van individuele apparaatcomponenten tot de webtoepassing voor procesbewaking. (Bron: Heidolph Instruments GmbH & Co. KG)

De onopvallende, zwarte doos fungeert als schakelpunt en beveiligt de communicatie tussen alle betrokken actoren – van individuele apparaatcomponenten tot de webtoepassing voor procesbewaking. (Bron: Heidolph Instruments GmbH & Co. KG)

De gewenste apparatuur wordt eenvoudig via de seriële interface met de OSPIN-gateway verbonden. Zo kunnen tot zes laboratoriumapparaten parallel worden aangesloten. (Bron: Heidolph Instruments GmbH & Co. KG.)

„De onopvallende, kleine doos fungeert als schakelpunt en maakt de communicatie mogelijk tussen de verschillende apparaatcomponenten zoals bijvoorbeeld pompen, roerwerken of pH-sensoren en zorgt voor de verbinding met de webtoepassing, waarin de gewenste parameters en processtappen worden geselecteerd“, legt Dr. Jan Saam, CTO bij de OSPIN GmbH, uit. (Bron: OSPIN GmbH)

„Hei-PROCESS is de ideale instapoplossing wanneer je wilt beginnen met kleinere procesautomatiseringen en zonder ingewikkelde netwerkmogelijkheden en stijgende kosten stapsgewijs de weg naar Lab 4.0 wilt bewandelen“, legt Mesut Yilmaz uit, Business Development Manager bij de Heidolph Instruments GmbH & Co. KG. (Bron: Heidolph Instruments GmbH & Co. KG.)

Steeds meer laboratoria in klinieken, industrie en onderzoek worden geconfronteerd met de taak om de efficiëntie, reproduceerbaarheid en gegevensanalyse te verbeteren door geautomatiseerde processen. Bestaande cloud- en softwareaanbiedingen blijken echter vaak zeer complex te zijn en vereisen een hoge leercurve. Voor veel laboratoria werkt dit ontmoedigend en creëert het angst voor digitale transformatie. Daarom heeft Heidolph Instruments GmbH & Co. KG samen met OSPIN GmbH het laboratoriumautomatiseringstool Hei-PROCESS ontwikkeld: hiermee kunnen gebruikers procesketens op elk moment, locatieonafhankelijk en via de browser plannen, uitvoeren, volgen, documenteren en nauwkeurig analyseren. In vergelijking met andere oplossingen is het een schaalbaar platform dat een geleidelijke overstap mogelijk maakt op basis van de individuele procesvereisten, waardoor de kosten aanzienlijk worden verminderd – zonder concessies te doen aan het aantal gebruikers. Het flexibele automatiseren van de dagelijkse laboratoriumtaken garandeert zo een intuïtieve, receptgebaseerde procesbesturing en de remote bediening van individuele apparaten. Voor de benodigde transparantie en veiligheid zorgen live monitoring en de revisievrije documentatie van alle procesgegevens. Dankzij de intuïtieve gebruikersinterface is de lange inwerktijd die bij andere softwareoplossingen nodig is, niet meer nodig.

Veel processen worden in talrijke laboratoria nog steeds handmatig en onder voortdurende supervisie van het laboratoriumpersoneel uitgevoerd. Dit is niet alleen tijdrovend, maar bindt laboranten ook aan taken die gemakkelijk geautomatiseerd kunnen worden. "Het idee van Laboratorium 4.0 belooft de automatisering van handmatige en herhalende taken, zodat de productiviteit kan worden verhoogd, de verwerkingstijd wordt verkort, de veiligheid van het personeel wordt verbeterd en fouten worden geminimaliseerd," legt Mesut Yilmaz uit, Business Development Manager bij Heidolph Instruments GmbH & Co. KG. Toch aarzelen veel laboratoria, ondanks moderne apparatuur, nog steeds om hun processen te automatiseren: "Aan de ene kant zijn er procesbesturingssystemen die eerder statisch zijn, dus minder flexibel, en die door geschoolde procesingenieurs moeten worden bediend. Deze systemen zijn bedoeld voor productieomgevingen en worden vaak jarenlang niet aangepast," legt Dr. Jan Saam uit, CTO bij OSPIN GmbH. Daarom zijn dergelijke oplossingen vooral interessant voor grote installaties, omdat de overstap en investering zich pas na verloop van tijd terugverdienen. "Aan de andere kant zijn veel digitaliseringsoplossingen voor laboratoria ontworpen onder de veronderstelling dat de volledige organisatie in één keer op hetzelfde gereedschap wordt overgezet, wat natuurlijk een enorme drempel vormt en niet tegemoetkomt aan de individuele behoeften van verschillende laboratoria," vervolgt Saam. Daarnaast biedt de markt, naast lokale serversystemen, slechts enkele cloud-varianten die sterk verschillen in toepassingsgebied en focus, wat de flexibiliteit in het dagelijks laboratoriumbeheer verder beperkt door beperkte gebruikerslicenties.

Om de overstap naar Laboratorium 4.0 flexibel en laboratoriumspecifiek te maken, heeft Heidolph samen met OSPIN GmbH het laboratoriumautomatiseringstool Hei-PROCESS ontwikkeld. In plaats van automatisering toe te passen op de volledige laboratoriumomgeving, is het intuïtieve platform schaalbaar en maakt het een overgang mogelijk vanaf de individuele procesvereisten. Hierdoor kunnen laboratoriumprocessen direct worden geautomatiseerd zonder lange inwerktijden, gespecialiseerde kennis of relatief hoge investeringen – binnen het budget dat laboratoriomanagers kunnen goedkeuren. De Hei-PROCESS-oplossingen kunnen op elk moment worden uitgebreid en onderling verbonden, zodat de besturing en documentatie van alle processtappen in onderzoek, ontwikkeling en productie van geselecteerde apparaten decentraal en locatieonafhankelijk kunnen plaatsvinden.

Toegang tot aangesloten apparaten via een bedieningsinterface

Met Hei-PROCESS kunnen in de basisversie routinematige taken van maximaal zes Heidolph- of externe apparaten worden geautomatiseerd. Het gewenste apparaat wordt eenvoudig via de seriële interface verbonden met de OSPIN-gateway. "De onopvallende, kleine box fungeert als centrale schakel en maakt communicatie mogelijk tussen de verschillende apparaatcomponenten zoals pompen, roerwerken of pH-sensoren en biedt de verbinding met de webapplicatie, waarin de gewenste parameters en processtappen worden geselecteerd," legt Saam uit. "In vergelijking met andere oplossingen hoeft er niet eerst speciale software op een bepaalde computer te worden geïnstalleerd en geconfigureerd – gewoon de gateway aansluiten, inloggen op de webapp en meteen aan de slag." Hei-PROCESS is zo ontworpen dat via één enkele gebruikersinterface vanaf elke browser toegang is tot de apparaten, die onder andere met beeld- en statusweergave worden gespiegeld. Een kleurencode geeft in één oogopslag aan welke apparaten momenteel actief zijn, welke processen voltooid zijn en wat in voorbereiding is.

"Natuurlijk is er een verfijnd rechtenbeheer dat precies regelt wie toegang heeft tot welke apparaten en gegevens. Het maken en beheren van processtappen en het monitoren van gegevens gebeurt in de cloudapplicatie, maar de procescontrole vindt plaats op de gateway," aldus Saam. "De individuele processen worden direct op de gateway uitgevoerd en alle geregistreerde sensorwaarden en procesgegevens worden tijdelijk opgeslagen, zodat bijvoorbeeld een onderbreking van de internetverbinding of een storing in de communicatie met de cloud het proces niet verstoort. De opgeslagen gegevens worden automatisch gesynchroniseerd met de cloudapp zodra de verbinding weer hersteld is," voegt Yilmaz toe.

Om laboratoriumprocessen zo efficiënt mogelijk en automatisch te laten verlopen, en om laboratoriumpersoneel tijd te besparen voor daadwerkelijke onderzoeksactiviteiten, ligt de focus bij bediening via de browser of OSPIN-webapp op receptgebaseerde procesbesturing. "Net als bij koken is het recept een reeks instructies waarvan de uitvoering leidt tot het gewenste resultaat. Met deze aanpak kunnen analyse- en productieprocessen in industriële en academische laboratoria eenvoudig worden geautomatiseerd," aldus Yilmaz. Daarom stelt Hei-PROCESS de gebruiker in staat om processtappen vooraf te definiëren, aan te passen en voor reproductie op te slaan. Hierdoor hoeft het personeel niet bij elke tussenstap aanwezig te zijn en hoeven procesovergangen niet handmatig te worden gestart. Afhankelijk van de gekozen Hei-PROCESS-variant kunnen in elke fase setpoints voor de verschillende apparaatparameters worden vastgesteld. Ook kunnen procesovergangen tijdgebaseerd of handmatig worden geactiveerd en herhalende stappen worden gegroepeerd.

Automatische gegevensverzameling voor eenvoudige reproduceerbaarheid van processen

Een bijzonderheid van Hei-PROCESS is de hoge flexibiliteit, want in tegenstelling tot vergelijkbare oplossingen zijn er geen beperkingen qua aantal gelicentieerde gebruikers. "Om met Hei-PROCESS te starten, hoeft in de instapversie slechts éénmalig een licentiekosten te worden betaald. Daarna kan een onbeperkt aantal gebruikers worden gedefinieerd," aldus Yilmaz. Het geïntegreerde apparaat- en gebruikersrechtenbeheer via de webapp zorgt voor grote transparantie en vereenvoudigt de organisatie, vooral bij teams en processen in gereguleerde omgevingen. Het tool registreert en documenteert automatisch alle gegevens van de individuele processtappen voor volledige reproduceerbaarheid. Hierdoor kunnen afwijkingen van de specificaties worden achterhaald en kan de documentatieplicht zonder veel moeite worden nagekomen, zelfs als verschillende gebruikers op de apparaten werken. Aan de ene kant is het mogelijk om via de gebruikers-ID precies te traceren wie welke processen heeft uitgevoerd. Aan de andere kant zijn de gedocumenteerde gegevens na afloop van het proces niet manipuleerbaar. Het zoeken naar fouten wordt daardoor eenvoudiger en de kans op fouten wordt geminimaliseerd. Tegelijkertijd blijft Hei-PROCESS altijd up-to-date doordat updates automatisch worden uitgevoerd bij het starten van de applicatie, zodat gebruikers regelmatig profiteren van nieuwe functies en beveiligingsupdates. "Hei-PROCESS is de ideale instapoplossing als je wilt beginnen met kleinere procesautomatiseringen en zonder ingewikkelde netwerkintegratie en toenemende kosten stapsgewijs de weg naar Laboratorium 4.0 wilt bewandelen," vat Yilmaz samen.