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Intelligentes Labor der Zukunft auf der Labvolution

Das intelligente Labor der ZukunftZwölf Partner verwirklichen smartLAB auf der LABVOLUTION

Intelligent, vernetzt und automatisiert – das werden die zentralen Eigenschaften der Labore von morgen sein. Einen Blick in die Zukunft und eine Bestandsaufnahme des schon jetzt Möglichen zeigt das smartLAB vom 6. bis zum 8. Oktober in Hannover.

„smartLAB – das intelligente Labor der Zukunft“ ist eine Sonderschau, die auf der neuen Messe LABVOLUTION erstmals zu sehen sein wird. Zwölf Partner aus Wissenschaft und Industrie arbeiten seit rund einem Jahr in einer Arbeitsgruppe zusammen, um eine realistische Vision eines Zukunftslabors auf die Beine zu stellen. Live vorgeführte Anwendungs-Szenarien zeigen, wie sich das Laborleben in Zeiten der Digitalisierung verändern und welchen Nutzen es mit sich bringen wird. Parallel dazu läuft auf der rund 400 Quadratmeter großen Sonderfläche ein Forumsprogramm zum Labor 4.0. Dies sind die smartLAB-Partner:

Institut für Technische Chemie der Leibniz-Universität Hannover
Das Institut für Technische Chemie (TCI) der Leibniz-Universität Hannover ist der zentrale Koordinator sämtlicher Aktivitäten zur Umsetzung des smartLAB-Showrooms. Dies beinhaltet die grundlegende Konzeption des Laboraufbaus ebenso wie die Gestaltung der Beispielanwendungen und die gesamte technische Umsetzung zur Präsentation des Showroom-Konzeptes. Im Rahmen der technischen Umsetzung sind hier einerseits der praktische Aufbau der Laborinfrastruktur von Bedeutung und andererseits die digitale Vernetzung aller zu verwendenden Geräte mit einem Labormanagementsystem sowie mit ausgewählten Backend-Systemen. Das TCI führt die Einzelarbeiten aller Partner zusammen und baut so eine vollständig digital vernetzte und interaktive Laborumgebung auf, die in dieser Form bis heute noch nirgends realisiert wurde. Das TCI ist weiterhin maßgeblich in die Ausarbeitung der Präsentationsmaterialien für das smartLAB und in die Präsentation des aufgebauten smartLAB-Showrooms involviert.

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Eppendorf
Die Eppendorf AG zeigt auf dem SmartLAB-Gemeinschaftsstand die Einbindung ihrer Laborgeräte und Verbrauchsartikel in digitalisierte Arbeitsabläufe. Die Kundenvorteile dieser Lösungen hinsichtlich elektronischer Dokumentation, Prozessüberwachung und Automation immer wiederkehrender Labortätigkeiten werden an Beispielen aus der Praxis verdeutlicht. Dr. Jan-Gerd Frerichs, Leiter Information Integration bei der Eppendorf AG: „Als Premium-Anbieter im Life-Science-Bereich stehen bei Eppendorf die Bedürfnisse unserer Kunden im Vordergrund. Die Teilnahme am smartLAB auf der LABVOLUTION bietet uns ein ideales Forum, um in einem interdisziplinären Umfeld die Trends von morgen zu demonstrieren. Außerdem ist dies eine hervorragende Gelegenheit, um mit unseren Kunden dazu ins direkte Gespräch zu kommen.“

Fraunhofer IPA
Die Abteilung Laborautomatisierung und Bioproduktionstechnik des Fraunhofer Instituts für Produktionstechnik und Automatisierung (IPA) unterstützt das smartLab bei der Vernetzung von Geräten und Software. Dabei setzt das Fraunhofer IPA auf den SiLA-Standard (Standardization in Lab Automation, http://www.sila-standard.org), der eine standardisierte Kommunikation zwischen Steuerung und Laborgeräten beschreibt. Hierdurch werden eine einfache und schnelle Austauschbarkeit von Geräten sowie eine hohe Flexibilität von Anlagen gewährleistet, ganz im Sinne des smartLab. Für die Geräteintegration werden die Softwarebibliotheken des Fraunhofer IPA eingesetzt, die es ermöglichen, SiLA-Treiber für beliebige Geräte in kürzester Zeit zu erstellen und die Geräte darüber an eine Steuerungssoftware oder ein Elektronisches Laborbuch anzubinden. So werden Geräte automatisch konfiguriert und Daten automatisch an der richtigen Stelle abgelegt, auch ohne Vollautomatisierung des Laborprozesses.

iTiZZiMo
iTiZZiMo stellt eine Anwendung auf Smartglasses vor, die Labormitarbeiter bei der Versuchsdurchführung unterstützt und gleichzeitig den Ablauf dokumentiert. Der gezeigte exemplarische Versuch befasst sich mit den Auswirkungen, die verschiedene Rührertypen auf das Mischverhalten chemischer Komponenten haben. Jeder andere Prozess im Labor könnte hier ebenso zur Anwendung kommen. Der Simplifier von iTiZZiMo sorgt für universelle Einsatzfähigkeit: Komplette Dokumentation, komplette Nachvollziehbarkeit, Sicherheit in Weltklasseformat für ihre wichtigsten Mitarbeiter - die Macher. Die iTiZZiMo-Anwendungen reduzieren Time to Result, ohne Cost to Result zu verschlechtern. Der Mitarbeiter wird über die komplette Versuchszeit durch die Smartglasses angeleitet und der Versuch mit Videoaufzeichnung dokumentiert. Somit werden Versuchsabläufe verinnerlicht und kontrolliert, ohne dass zusätzliche personelle Ressourcen notwendig werden. Die nahtlose Dokumentation dient zur späteren Nachvollziehbarkeit.

Köttermann
Mit smartLab zeigen verschieden Hersteller die Zukunft des Labors. Und unabhängig wie diese konkret aussehen wird, eines ist sicher: Intelligente flexible Labormöbel und Oberflächen spielen eine wichtige Rolle. Als Weltmarktführer für Labormöbel aus Stahl und mit der Erfahrung von mehr als 1000 erfolgreich durchgeführten Projekten pro Jahr beteiligt sich Köttermann mit der Ausstattung von modular vernetzbaren Laborhexagonen am smartLab. In enger Zusammenarbeit mit den Partnerunternehmen der LABVOLUTION wie auch der Universität Hannover wurden flexible Möbelmodule entwickelt, die dem Ballroom-Konzept entsprechen: Möbel sind zukünftig funktionaler, flexibler und übernehmen weitere Aufgaben, wie zum Beispiel den Datentransfer und andere Funktionen. „Mit über 65-jähriger Laborerfahrung kennen wir alle Laboranwendungen im Detail. Dieses Fachwissen haben wir in den smartLab-Arbeitskreis umfänglich eingebracht. Entstanden sind flexible, auf die jeweilige Anwendung abgestimmte Labortischlandschaften, die einen optimalen Prozessablauf gewährleisten“, sagt Tobias A. Thiele, Geschäftsführer der Köttermann Gruppe.

labfolder
In modernen Forschungs- und Produktionslaboren wird eine immer unüberschaubarere Menge von Daten produziert. Das digitale Laborbuch von labfolder hilft dabei, diese Daten einzusammeln, richtlinienkonform zu dokumentieren und die Auswertung von Daten zu vereinfachen. „Die Vernetzung von Akteuren im Labor, seien es Menschen, Maschinen, Materialien oder Informationen, ist die Mission von labfolder innerhalb des smartLab“, erklärt Simon Bungers, Geschäftsführer der labfolder GmbH. Das digitale Laborbuch von labfolder ermöglicht es dabei, dass vorher angelegte strukturierte Prozesse im Labor mit Hilfe eines Assistenzsystems durchgeführt und während der Durchführung ohne Mehraufwand dokumentiert werden können. Dabei werden die einzelnen Arbeitsschritte genau kontrolliert und automatisch protokolliert. Geräte, die innerhalb dieser Arbeitsschritte verwendet werden, können direkt von labfolder angesteuert werden.

Laser Zentrum Hannover e.V.
Das Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) steht als unabhängiges gemeinnütziges Forschungsinstitut für innovative Forschung, Entwicklung und Beratung. Die interdisziplinäre Zusammenarbeit von Naturwissenschaftlern und Maschinenbauern am LZH ermöglicht innovative Ansätze für Herausforderungen verschiedenster Bereiche. Auf der LABVOLUTION wird das LZH vorstellen, wie die laseradditive Fertigung das Labor der Zukunft prägen kann. „Mit der laseradditiven Fertigung können hochpräzise Bauteile aus Kunststoff und Metall gefertigt werden, optimal angepasst an den jeweiligen Einsatzbereich“, sagt Dr. Dietmar Kracht, geschäftsführender Vorstand des LZH. Das LZH wirkt am Labor der Zukunft mit und zeigt, wie der 3-D-Druck eingesetzt werden kann, um speziell angepassten Laborbedarf direkt vor Ort zur Verfügung zu stellen.

Merck Millipore
Ein weiterer Partner des smartLAB ist Merck Millipore. Merck Millipore ist eine Life-Science-Tochtergesellschaft der Merck KGaA Deutschland. Im Rahmen der Geschäftsaktivitäten des weltweiten Merck-Konzerns im Bereich Life Sciences bietet Merck Millipore ein breites Portfolio an leistungsstarken und innovativen Produkten, Services und Geschäftsbeziehungen, die Kunden in der Biotech- und Pharmaindustrie bei der Forschung, Entwicklung und Produktion zum Erfolg verhelfen. Durch gezielte Zusammenarbeit mit Kunden ist Merk Millipore ein strategischer Partner bei der Gewinnung neuer wissenschaftlicher und entwicklungstechnischer Erkenntnisse und hilft dabei, das Potenzial der Life Sciences voll auszuschöpfen – umso mehr, weil Merck im diesem Bereich zu den drei größten Investoren in die Forschungs- und Entwicklungsarbeit gehört. Merck Millipore beschäftigt rund 10000 Mitarbeiter in 66 Ländern und hat in 2014 einen Jahresumsatz von 2,7 Milliarden Euro erzielt. In den USA und Kanada agiert Merck Millipore unter dem Namen EMD Millipore.

PreSens
PreSens beteiligt sich durch die Integration eines nicht invasiven Messgerätes für O2, pH und Biomasseüberwachung in das smartLAB. Vernetzt mit einer zentralen Steuerung für mehrere Geräte sollen die Messungen dann mit weiteren Analysedaten zusammengeführt werden können. Eine der wichtigsten Eigenschaften faseroptischer Sensorik ist die Möglichkeit, die Sensoren kontaktfrei durch die Wand des Kulturgefäßes auslesen zu können. „Unsere berührungsfreie Messung passt optimal in das flexible Konzept, weil die gesamte Mess-Elektronik im Labortisch untergebracht werden kann. Die Probe wird einfach darübergehalten“, sagt Dr. Gernot T. John, Direktor Marketing und Innovation. Daten über Sauerstoffgehalt, pH und die Entwicklung der Biomasse in Kulturgefäßen sind so zukünftig schnell und ohne Probennahme abrufbar, was nicht nur den Arbeitsaufwand erheblich verringert, sondern entscheidend zur Beurteilung von Bioprozessen beitragen wird. PreSens ist mit seinen mehr als 80 Mitarbeitern ein führender Anbieter faseroptischer Sensortechnologie für Sauerstoff, pH und CO2-Messung. Die jüngste Entwicklung des Unternehmens in Kooperation mit der Universität Hannover ermöglicht nun auch die Online-Überwachung von Biomasse in Schüttelkolben. Seit über 15 Jahren werden PreSens-Sensoren im Life-Science-Sektor für Forschung und Produktion eingesetzt.

Sartorius
Um die Zukunft des Labors aktiv mitzugestalten, ist auch der Pharma- und Laborzulieferer Sartorius an der Initiative smartLAB beteiligt. „Die Digitalisierung des Labors stellt eine zentrale Herausforderung dar, die aufgrund ihrer Dimension und Komplexität nicht mehr allein von Laborbetreibern oder den Anbietern von Laborequipment gelöst werden kann. Deshalb freuen wir uns, im Rahmen der LABVOLUTION mit Anwendern und Anbietern aus Forschung und Industrie in den Dialog zu treten und mit der Präsentation des smartLAB gemeinsam über Konzepte für das Labor von morgen zu diskutieren. Einen Schwerpunkt wird dabei die Integration und Verfügbarkeit von Daten durch die Einbindung mobiler Geräte darstellen“, sagt Dr. Reinhard Baumfalk, Vice President Instrumentation & Control Technologies bei Sartorius. Das Unternehmen wird bei dieser Sonderschau eine Auswahl seiner Produkte präsentieren, darunter die weltweit einzige modular konfigurierbare Analysenwaage Cubis, das Reinstwassersystem arium pro, den Fermenter BIOSTAT A sowie Verbrauchsmaterial für das Labor.

Stäubli
Stäubli fokussiert sich als Hersteller neben anderen Wachstumsmärkten auf die Entwicklung von Robotern für die Medizin- und Pharmaindustrie. Im Laboreinsatz spielen neben Geschwindigkeit und Präzision Faktoren wie Partikelemission, leicht zu reinigende Oberflächen und maximale Verfügbarkeit eine entscheidende Rolle. Gerade in diesen Punkten setzen Roboter aus dem Hause Stäubli mit ihrer geschlossenen Bauform und ihrer patentierten Antriebstechnik Maßstäbe. Zur Sonderschau smartLAB trägt Stäubli mit einem Reinraumroboter des Typs TX60L bei, der in das Wabenlayout der Laborarchitektur eingebettet sein wird. Der Reinraumroboter zeigt vor Ort das Handling eines Erlmeier-Kolbens. In der dazugehörigen Ausstellung zeigt Stäubli zudem einen Sechsachsroboter TX40 in Stericlean-Ausführung. Die Roboterbaureihe TX stericlean kann dank spezieller Kapselung, der Ausführung besonders beanspruchter Teile in Edelstahl und einer speziellen Oberflächenbehandlung dauerhaft in aseptischen Produktionsbereichen arbeiten. Damit ist der Durchbruch für die robotergestützte Automation unter aseptischen Bedingungen gelungen.

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