Nowe Laboratorium

Maike Kranz

Terminologia takie jak Laboratorium 4.0 czy Laboratorium przyszłości są obecnie często używane, gdy mowa o trendach i technologiach, które znacząco kształtują i wpływają na planowanie laboratoriów. Ale co tak naprawdę kryje się za tymi hasłami i co to oznacza dla firm, które chcą zmodernizować lub zaprojektować od nowa swoje laboratoria? Jakie kluczowe czynniki muszą spełniać laboratoria, aby obecnie i w przyszłości dysponować odpowiednią elastycznością i zdolnościami produkcyjnymi, aby z jednej strony sprostać ciągle nowym wymaganiom fachowym, a z drugiej wyzwaniom związanym z nowoczesnym środowiskiem pracy?

Nowe i innowacyjne laboratorium musi być dobrze zaplanowane i przemyślane. Laboratoria już częściowo przekształciły się w wysoko złożone fabryki danych, co w przyszłości będzie kontynuowane dzięki nowym i wydajniejszym technologiom, w jeszcze krótszych cyklach innowacji.

Świat jest w trakcie przemian i doświadczamy transformacji na różnych poziomach – technologicznych, społecznych i ekologicznych.

Cyfryzacja informacji staje się coraz bardziej kluczem do sukcesu, a związane z tym dane stanowią podstawowy zasób. Firmy chcą, aby ich laboratoria mogły w czasie rzeczywistym na całym świecie ze sobą współpracować, a poziom automatyzacji służył jako narzędzie do osiągania najwyższych standardów jakości.

Doświadczenia ostatnich lat pokazały nam również, że pracownicy laboratoriów nie muszą już koniecznie wykonywać swoich obowiązków przy tradycyjnej ławce laboratoryjnej, lecz również tutaj zachodzi znaczna elastyczność w zakresie czasu i miejsca pracy, aż po całkowitą relokację stanowiska pracy.

Nie bez znaczenia jest również konieczność przeprowadzenia zmian w kierunku większego ochrony klimatu i skutecznej zrównoważoności, które wpływają na innowacyjne planowanie i nowoczesne kształtowanie przyszłościowych środowisk pracy w laboratoriach.

Opisywane transformacje w laboratorium mogą mieć wiele twarzy. Najważniejszym celem powinna jednak być zawsze koncentracja na człowieku i jego potrzebach. Świadome korzystanie z zasobu „człowiek” oznacza tworzenie odciążenia, optymalizację procesów i bezpieczeństwa pracy poprzez cyfryzację, a także tworzenie przestrzeni do eksperymentalnej pracy lub innych kluczowych działań.

Tak zwane inteligentne budynki oferują inteligentne połączenie zarządzania budynkiem z automatyzacją dostosowaną do zastosowań i potrzeb, które również wspierają cyfryzację w działalności laboratoryjnej. Otwierają one nowe możliwości kształtowania, aby tworzyć innowacyjne i całościowe środowiska pracy w laboratorium, które zapewniają pracującym tam ludziom wszystkie opcje wymiany, komunikacji, kreatywności i transferu wiedzy, które są potrzebne w laboratorium przyszłości.

Zastosowanie systemów cyfrowych w laboratorium jest szerokie i może zarówno ułatwiać codzienną pracę, jak i podnosić jakość wyników.

Przykładem jest przejście na systemy LIMS i LES, które zastępują analogową, ręczną i podatną na błędy dokumentację bezpośrednim elektronicznym rejestrowaniem danych z urządzeń pomiarowych lub analitycznych. Śledzenie pochodzenia danych (pomiarowych) zapewnia przejrzystość i chroni integralność generowanych informacji. Wymaga to jednak bardziej zaawansowanej infrastruktury technicznej w laboratoriach, której często brakuje w starszych budynkach. Inteligentne budynki umożliwiają użytkownikom dostęp do ważnych danych środowiskowych za pomocą sensorów, co ułatwia powtarzalność i kontrolę eksperymentów oraz analiz.

Przetwarzanie danych w tradycyjnych laboratoriach często odbywa się jeszcze w sposób zdecentralizowany. Integracja danych laboratoryjnych, pomieszczeń, środowiska i urządzeń na jednej cyfrowej platformie danych umożliwia celowe i niezależne od lokalizacji korzystanie z danych.

Kolejnym obszarem zastosowania, który od wielu lat jest obecny we wszystkich branżach produkcyjnych i w kontekście cyfryzacji zyskuje na znaczeniu, jest robotyka. Obecnie procesy powtarzalne mogą być przejęte przez roboty również w laboratoriach, co odciąża pracowników.

Inteligentne powiązanie opisanych przypadków zastosowań daje nam pierwszą wizję już dostępnej przyszłości. Automatyzowane, powtarzalne procesy można łączyć z rezerwacją sprzętu, co prowadzi do efektywnego wykorzystania. Planowane, wspólne korzystanie z urządzeń pozwala na dłuższe okresy użytkowania w ciągu dnia. Automatyzacja procesów umożliwia korzystanie z urządzeń także poza standardowymi godzinami pracy. Tak więc powtarzalne procesy mogą działać nocą, podczas gdy urządzenia w ciągu dnia będą wykorzystywane przez pracowników do bardziej specjalistycznych, niepowtarzalnych zadań.

W zakresie zarządzania obiektami (facility management) już dziś powszechne są rozwiązania takie jak predictive maintenance, czyli proaktywne utrzymanie maszyn i urządzeń na podstawie ciągłego monitorowania i analiz danych. Kolejnym obszarem digitalizacji procesów jest logistyka. Połączenie działań i systemów operacyjnych w laboratorium z zaopatrzeniem materiałowym może zoptymalizować magazynowanie, dostęp i zamówienia.

W wielu istniejących laboratoriach obecnie nie wykorzystuje się jeszcze pełnego potencjału, jaki daje cyfryzacja. Zmiana oznacza niepewność i często wymaga przewartościowania. Najlepiej doświadczyć licznych szans i możliwości, które wynikają z cyfryzacji, poprzez bezpośredni udział w procesie rozwoju. Dlatego Carpus+Partner AG już na początku fazy planowania organizuje warsztaty z pracownikami i interesariuszami ze wszystkich działów, podczas których mogą oni swobodnie wyrazić swoje potrzeby i oczekiwania wobec nowego miejsca pracy. Uczestnictwo w tworzeniu rozwiązań sprzyja identyfikacji z pracą i środowiskiem pracy. Analiza aktualnego stanu, procesów i funkcjonujących przestrzeni często ujawnia braki w istniejących obiektach. W trakcie planowania, dzięki zaangażowaniu pracowników, można indywidualnie dostosować nowe struktury laboratoriów do wymagań działalności, skrócić drogi i tym samym ułatwić oraz usprawnić codzienną pracę.

Aby zwiększyć wydajność pracowników i przyciągnąć nowych fachowców, kluczowe jest pojęcie „satysfakcji z pracy”. Praktyka pokazuje, jak duży wpływ ma innowacyjne środowisko pracy z przestrzeniami relaksacyjnymi, atrakcyjnie zaprojektowanymi strefami do myślenia i komunikacji. Również w istniejących laboratoriach można znacznie poprawić warunki pracy poprzez optymalizacje techniczne, takie jak elementy akustyczne, spowolnienie prędkości wentylacji, czy zastosowanie nowych materiałów, kolorów i koncepcji przestrzennych.

Pod wpływem kryzysów naszych czasów, oprócz problemu braku wykwalifikowanych pracowników i cyfryzacji, znacznie wzrosła również motywacja i konieczność większej zrównoważoności w działalności laboratoryjnej. Zrównoważoność to nie pojedyncza inicjatywa, lecz całościowe podejście przy nowym planowaniu laboratoriów i ciągły proces obejmujący wiele kroków w istniejących laboratoriach. Do tego należą rozwiązania techniczne, takie jak stosowanie technologii wspomagających odciągi, zmienna regulacja wentylacji, oświetlenie i wentylacja z funkcją czuwania, obniżanie temperatury w nocy czy stosowanie oszczędnych armatur. Kolejne działania operacyjne obejmują unikanie artykułów jednorazowych, lepiej przemyślane koncepcje utylizacji czy kontrolę zużycia energii przez urządzenia laboratoryjne. Również ograniczenie powierzchni zabudowanej, otwarte przestrzenie laboratoryjne i korzystanie z synergii poprzez dzielenie przestrzeni lub urządzeń stanowią ważny wkład w zrównoważony rozwój działalności laboratoryjnej.

Więc czym jest laboratorium przyszłości?

Elastyczne, przyjazne środowisko pracy w laboratorium, które sprosta wymaganiom technicznego rozwoju cyfryzacji.

Przy tym laboratorium przyszłościowe musi być nowoczesne i zrównoważone, zapewniać wystarczającą przestrzeń dla człowieka i umożliwiać spokój. Miejsce pracy, które wspiera bezpieczeństwo, kreatywność, produktywność i łączność.