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FachbeitragBesseres Datenmanagement:

Mit Unternehmenslösungen über die LIMS- und CDS-Integration hinaus zur vollständigen Integration
Fachbeitrag: Besseres  Datenmanagement:

Johannes Lämmel*), Trish Meek**), Séamus Mac Conaonaigh

  1. Colin Thurston****)

  1. Geschäftsführer und Director of Sales Informatics.
  1. Director of Product Strategy für Life Sciences.
  1. Director of Technology und Informatics.
  1. Director of Product Strategy, Process Industries und Informatics. Sie alle sind Mitarbeiter von Thermo Fisher Scientific.
In den Labors vieler Unternehmen werden große Mengen an Daten generiert. Die größte Herausforderung besteht häufig darin, diese Daten so aufzubereiten, dass sie zeitgerecht als praxistaugliche Entscheidungsgrundlage zur Verfügung stehen. Wenn die Daten aus verschiedenen Anwendungen im gesamten Unternehmen in getrennten Silos gespeichert werden, stellen Zusammenführung und Nutzung dieser Daten ein echtes Problem dar, für das es keine einfache Lösung gibt. Noch komplizierter wird es, wenn das Labormanagement oder die Laborleitung mehrere Teams oder Arbeitsgruppen verwalten muss. Dies alles macht es schwierig, wirklich fundierte Geschäftsentscheidungen zu treffen und den ROI zu steigern.
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Ein LIMS (Labor Informations- und Management-System) wird üblicherweise beschafft, weil es mit Laborgeräten und anderen Unternehmenssystemen integriert werden kann, was wiederum ein besseres Datenmanagement verspricht. Doch laut einer von SDi (Strategic Directions International, Los Angeles, USA) weltweit durchgeführten Marktstudie unter LIMS-Anwendern geben etwa 70 % der Befragten die von den Laborinstrumenten gelieferten Daten manuell in das LIMS ein. Angesichts dessen ist eine kohärente Strategie zur unternehmensweiten Integration der Daten aus LIMS, CDS und anderen Quellen – z.B. ERP-Systemen (Enterprise Resource Planning) oder MES-Systemen (Manufacturing Execution Systems) – für Unternehmen heute ein entscheidender Erfolgsfaktor.

Integration von LIMS und CDS

In vielen Industrielaboratorien werden mit der Chromatographie erhebliche Mengen an kritischen Daten gewonnen, die allesamt so schnell wie möglich verarbeitet und im LIMS zur Verfügung gestellt werden müssen. Für die einzelnen Instrumente gibt es jedoch häufig spezielle Softwareprogramme und noch dazu werden in einem Labor üblicherweise unterschiedliche Instrumente eingesetzt. Das bedeutet für die IT-Abteilung einen erheblichen Mehraufwand, denn sie muss die verschiedenen Softwareprodukte unterstützen. Um die Unterstützung einer Vielzahl von Instrumenten zu vereinfachen, wurden Datensysteme für die Chromatographie (CDS) als standardisierte, unternehmensweite Lösungen entworfen. Dank dieser Systeme lassen sich trotz der Implementierung und Validierung immer neuer instrumenten- oder laborspezifischer Softwarelösungen Produktivitätssteigerungen und Kostensenkungen realisieren. Dies erweist sich insbesondere für Labors, die strenge gesetzliche Auflagen einhalten müssen, wie z.B. in pharmazeutischen Unternehmen, als großer Vorteil.

Der nächste Schritt hin zur Integration und Verwaltung von Labordaten ist eine vollständige Integration von LIMS und CDS. Diese soll die Komplexität und den Aufwand für Implementierung, Validierung, Wartung und Schulung – verglichen mit dem Verwaltungsaufwand für unterschiedliche Softwaresysteme – reduzieren. Weitere Produktivitätssteigerung erhofft man sich von konsistenter Berichtserstellung und gemeinsamer Datennutzung. Eine sinnvolle Integration von LIMS und CDS muss selbstverständlich die Arbeitsabläufe in der Chromatographie berücksichtigen: Intuitive, benutzerfreundliche Operationen auf mehreren Ebenen, verfügbar über die Benutzeroberfläche, ergänzt durch die automatisierte Übergabe LIMS-generierter Arbeitsanforderungen ans CDS sowie der CDS-Ergebnisse zurück ans LIMS sind dazu erforderlich.

Integration von LIMS und ERP

In einer Fertigungsumgebung mit ERP-System bildet die Erstellung von Fertigungsaufträgen für umfangreiche Fertigungsprozesse eine zentrale Maßnahme. Ein Fertigungsauftrag durchläuft eine Abfolge von Fertigungsoperationen und löst Aktivitäten in domänenspezifischen Systemen wie einem LIMS oder MES (Manufacturing Execution System) aus. Zusätzlich können Produktspezifikationen aktualisiert oder Fertigungsmengen bestimmt werden. Sobald das ERP-System eine Änderung in den Fertigungsanforderungen auslöst, kann das LIMS die Zeitpläne und Spezifikationen für Probenuntersuchungen und Tests entsprechend aktualisieren und der neue Arbeitsplan kann sofort in die Verwaltung der Laborressourcen übernommen werden. Außerdem brauchen Daten nicht in mehreren Systemen repliziert zu werden. Darin liegt schließlich der Hauptvorteil einer Integration spezialisierter LIMS in eine Fertigungsumgebung.

Integration von LIMS und MES

Die möglichst frühzeitige Bereitstellung von Informationen in der Fertigung ist ein zentraler Faktor für Effizienzsteigerungen in sämtlichen Fertigungsprozessen, zumal wenn diese Informationen auf Veränderungen in der Prozessleistung hinweisen. Der zeitgerechte Zugriff auf Daten ist unverzichtbar, um Produktverluste bzw. die Fertigung von Produkten zu verhindern, die nicht den Spezifikationen entsprechen, und damit die Gefahr von Einnahmeverlusten zu senken.

Zusätzlich lassen sich in der Fertigung Online-Analysesysteme einsetzen, damit Schlüsselentscheidungen so schnell wie möglich getroffen werden können. Oft werden Laborergebnisse zur Verifikation von Daten herangezogen, insbesondere wenn ein Parameter nicht den Spezifikationen entspricht. Dauert es längere Zeit, bis die Laborergebnisse in der Fertigung zur Verfügung stehen, so sind diese Ergebnisse unter Umständen bereits nicht mehr relevant oder spiegeln nicht mehr die aktuelle Prozessleistung wider. Also müssen Daten möglichst schnell bereitstehen, damit sichergestellt ist, dass sie noch relevant sind. Mithilfe einer direkten Schnittstelle zwischen LIMS und MES kann man den Status der Online-Ergebnisse in der Fertigung nachverfolgen und rechtzeitig die nötigen Entscheidungen treffen.

Die Bereitstellung von Laborergebnissen ist jedoch nicht die einzige Anforderung an ein integriertes System, da die Mitarbeiter im Labor und in der Fertigung sich oftmals in ganz unterschiedlichen Bezugssystemen bewegen und eine ganz unterschiedliche Terminologie verwenden. Die Übergabe von Informationen von einem System ans andere muss daher in einer Weise erfolgen, die alle ursprünglichen Ausgangsparameter in all ihrer mitunter verschiedenartigen Form berücksichtigt. Bei manuellen Datenberechnungen besteht die Gefahr von Verzögerungen und Fehlern. Daher sollten gemeinsam genutzte Informationen in ein passendes Format für die jeweiligen Empfänger gebracht werden, wobei diese Funktion über die Schnittstelle realisiert werden sollte.

In jeder Branche ist die Integration von Informationen im gesamten Unternehmen ohne jeden Zweifel notwendig. Wie jedoch lässt sich diese Integration verwirklichen? In dieser Frage liegt gegenwärtig eine zentrale Herausforderung für viele Organisationen und Softwareanbieter. Eine mögliche Lösung ist die Implementierung einer so genannten SOA (also einer Service-Orientierten Architektur), die eine erhebliche Integrationsfähigkeit bereitstellt.

Übergeordnete Integration

Einer der Vorzüge einer SOA liegt in der „On-Demand“-Bereitstellung anwendungsspezifischer Ergebnisse und Informationen für andere Anwendungen, etwa vergleichbar eines externen API (Application Programming Interface). Im Unterschied zu APIs basieren SOAs heutzutage in der Regel auf Web-Services, die universelle, allgemein bekannte Kommunikationsprotokolle verwenden. Anwendungen, die diese Architektur unterstützten, beispielsweise Thermo Scientific LIMS und CDS, können über Web-Services auf Anwendungen wie Microsoft BizTalk und SharePoint zugreifen.

Microsoft BizTalk, das die Kommunikation zwischen mehr als 400 externen Produktformaten unterstützt, erleichtert die Integration verschiedenartiger Systeme wie SAP, PeopleSoft Enterprise, JD Edwards Enterprise One und vielen anderen ganz erheblich. Die Integrationstechnologien von Thermo Scientific stellen eine busartige, konfigurierbare, verteilte Kommunikations-Pipeline zwischen Paaren beliebiger Systeme bereit. Unterstützt wird damit die Integration von Softwaresystemen wie LIMS oder CDS und Hardwaresystemen wie Laborinstrumenten. Dazu kommt, dass die Microsoft SharePoint-Plattform die Erstellung sogenannter „Composite“-Anwendungen unterstützt, was die Entwicklung Portal-artiger Websites erlaubt. Über solche Websites können Daten aus unterschiedlichen Backend-Systemen (z.B. LIMS, CDS, ERP, MES oder anderen) in geschäftliche Schlüsselkennzahlen oder andere kritische Informationen konvertiert werden. Mithilfe dieser Tools lassen sich bislang separate Anwendungen problemlos zu Composite-Anwendungen integrieren. Auch die Aggregation relevanter Daten und die Darstellung dieser Daten auf der Benutzeroberfläche ist möglich. Der Anwender erhält dadurch die Möglichkeit, die gewünschten Daten auf seinem Desktop anzuzeigen und auf dieser Grundlage schnelle und korrekte Geschäftsentscheidungen zu treffen.

Für die Zukunft ist eine weitere Integration dieser Technologien mit Microsoft BizTalk vorgesehen. Jede Software oder Hardware, die mit dem Thermo Scientific LIMS bzw. CDS kommunizieren kann, wird dann in der Lage sein, auch mit jedem anderen von Microsoft BizTalk unterstützten Produkt zu kommunizieren. Damit öffnet sich die Thermo Scientific-Software und -Hardware für die über 400 von BizTalk unterstützten Produkte, was dem Anwender völlig neue Dimensionen der gemeinsamen Datennutzung und Kommunikation erschließt. Daten-Mapping und Datenintegration werden keine Probleme mehr aufwerfen und der Datenfluss im Unternehmen wird sich weit weniger mühevoll und arbeitsintensiv gestalten als heute.

Zusammenfassung

Die Welt der Laborinformatik ist im Wandel begriffen. Labors sind an einer Rationalisierung des Datenflusses interessiert. Verschiedenartige Systeme, die kaum oder gar nicht miteinander integriert sind, haben keine Zukunft. Die Entwicklung hin zu einem vollständig mit dem Unternehmen integrierten Labor, wie es in den obigen Ausführungen beschrieben wurde, verspricht auf Anwenderseite einen erheblich gesteigerten Nutzwert und Nutzungskomfort. Einzelanwender ebenso wie ganze Organisationen werden ihre Daten nicht nur effizienter und sicherer erfassen und verwalten können. Darüber hinaus werden die alltäglichen Arbeitsabläufe wesentlich unkomplizierter ausfallen. Auf einer höheren Ebene kann das Management auf der Basis aktueller und relevanter Informationen bessere Entscheidungen treffen. Gewaltige Datenmengen aus verschiedenartigen Quellen in nutzbare Geschäftsinformationen zu transformieren, das ist der Erfolgsfaktor für morgen. Nur Unternehmen, die entsprechende Techniken und Technologien einsetzen, können im heutigen, unberechenbaren Geschäftsumfeld wachsen und sich Wettbewerbsvorteile sichern.

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