Im Labor, beispielsweise in der Pharmaforschung, entlasten Industrieroboter und kollaborative Roboter Mitarbeitende im Schichtbetrieb. Sie steigern den Durchsatz und sichern eine durchgängig hohe Qualität bei hoher Geschwindigkeit. Dabei sind Roboter inzwischen nicht nur etwas für Großlabore. Besonders kleinere Laborbetriebe profitieren von der Effizienz und Präzision aus der robotergestützten Automatisierung repetitiver Prozesse. Dazu kommt die einfache Programmierung und flexible Nutzung von Robotern und Cobots. Der Fachkräftemangel verschont auch Labore und Forschungseinrichtungen nicht. Forschungseinrichtungen bei Unternehmen oder an Hochschulen bringen die Medikamenten-Entwicklung voran oder unterstützen bei Pharma- oder Chemie-Experimenten. Zudem sind Labore mit ihren Analytik-Fähigkeiten unabdingbar. Die Arbeit im Labor kann aber monoton, anstrengend und teils sogar gefährlich sein. Hier kommen Roboter von ABB ins Spiel. In verschiedenen Laborprozessen unterstützen sie rund um die Uhr und helfen bei Kapazitätsengpässen.
Nahtlose Mensch-Roboter-Kollaboration
Mit ihrer Flexibilität und ihrem reduzierten Platzbedarf machen Industrieroboter und Cobots bei Bedarf als Reinraumvariante die Vorzüge der Automatisierung Laboren jeglicher Größe zugänglich. Besonders wichtig sind dabei eine schnelle Installation und Zuverlässigkeit. Labore können zwischen ABB-Cobots sowie klassischen sechsachsigen Robotern auswählen, die zur jeweiligen Anwendung passt, ohne dass sich Mitarbeitende Gedanken zum Installationsaufwand machen müssen. Über eine intuitive grafische Benutzeroberfläche lassen sich bestehende Programme und vorprogrammierte Blöcke zur Steuerung verschiedener Aktionen anpassen. Das reicht von Roboterbewegungen über Signalanweisungen bis hin zur Kraftsteuerung und bedeutet ein Plus an Flexibilität.
ABB entwickelt sichere Zusammenarbeit von Mensch und Industrieroboter
Mittels der sicherheitszertifizierten Safe-Move-Technologie von ABB können auch klassische Roboter ohne Sicherheitsumhausung mit ihren menschlichen Laborkollegen zusammenarbeiten. Die Labormitarbeitenden greifen über sensorüberwachte Bereiche auf die Analysegeräte zu, ohne eine Kollision mit einem Roboter befürchten zu müssen. Dringt eine Person in den definierten Sicherheitsbereich ein, drosseln die Roboter ihre Bewegung auf ein sicheres Tempo. Entfernt sich der Mensch wieder, wird die Robotergeschwindigkeit wieder auf das Normaltempo beschleunigt. Roboter können also fleißig flott vor sich hinarbeiten, solange keine Menschen in der Nähe sind. Bei menschlicher Interaktion regeln sie sich sicher herunter. Dies sorgt für einen hohen Durchsatz, trotz offenem Design. Auch die Reinigung und Wartung lassen sich einfacher vornehmen, da alles frei zugänglich ist.
Automatisierung ermöglicht Durchsatz von bis zu 160 Proben pro Stunde
Diese Technologie nutzt etwa die MVZ Medizinische Labore Dessau Kassel. Ziel des gemeinsamen Projektes mit ABB war es, eine autarke Gerätekombination für den 24/7-Betrieb zu schaffen, die bei einer leichten Bedienbarkeit einen möglichst hohen Probendurchsatz schafft. Herzstück des Arbeitstisches „Lab Table II“ für die Prä- und Postanalytik sind zwei ABB-Industrieroboter vom Typ „IRB 1300“ in einer Reinraum-Variante zur nahtlosen Mensch-Roboter-Kollaboration. Durch diese Automatisierung erreicht das System einen Durchsatz von bis zu 160 Proben pro Stunde.
Keine Verunreinigung durch Viren und Bakterien
Im Gegensatz zu Menschen können sich auf Robotern Viren und Bakterien kaum vermehren. Eine Kontamination beim Probenhandling im Labor selbst oder etwa bei der Kommissionierung oder beim Versand durch Roboter ist höchst unwahrscheinlich. Auch menschliches Versagen, Fälschungen oder Manipulationen lassen sich durch Robotereinsatz unterbinden.
Mit dem Einsatz von Vision-Systemen und intelligenter Sensorik kann ein Industrieroboter oder Cobot Strichcodes und Verpackungen scannen und Prozesse so lückenlos dokumentieren. Außerdem können sie in Bereichen eingesetzt werden, die aufgrund von Temperaturen, Gasen oder biologisch gefährlichen Materialien für Menschen potenziell gefährlich sind. Aber auch das Reinigen von speziellen Flächen und Reagenzgläsern, das Be- und Entladen von Zentrifugen, Vorbereiten von Medikamenten oder Pipettieren von Flüssigkeiten sind typische Anwendungsfelder.
ABB entwickelt automatisierte Laborarbeitsstationen
In der Nähe von Shanghai hat ABB in Ergänzung zum Forschungszentrum in Texas das „ABB Robotics Open Innovation Lab for Life Science and Healthcare“ aufgebaut und ist mit dem KI- und Automationsspezialisten „XtalPi“ eine Kooperation eingegangen. „XtalPi“ hat sich auf die Fahnen geschrieben, die intelligente und digitale Transformation in den Bereichen Biowissenschaften und neuen Materialien in der chemischen Industrie voranzutreiben. Hierfür hat ABB 2022 einhundert „GoFa“-Cobots bereitgestellt. Unter der Marke „XtalPi Intelligent Automation“ werden „GoFa“-Cobots eingesetzt, um Synthese- und Kristallisationsprozesse bei der Entwicklung neuer Medikamente und Materialien zu automatisieren. Dazu gehören Präparationsarbeitsplätze, Verdünnungs- und Filtrationsarbeitsplätze, Reaktionsarbeitsplätze, UPLC-Testarbeitsplätze, Arbeitsplätze mit Handschuhkästen, Probenlager und fahrerlose Transportsysteme.
Software-Integration in bestehende Systeme
Labore setzen häufig komplexe Labor-Management-Plattformen ein, um entsprechend geltenden Gesetzen und Regularien zu arbeiten, Abläufe zu steuern und zu dokumentieren. Auch hier zeigt sich, dass ABB-Roboter sich flexibel in Laboranwendungen wie beispielsweise die „LabX“-Managementsoftware von Mettler Toledo oder die Laborsoftwarelösungen von Agilent Technologies integrieren lassen. Das Ergebnis sind verbesserte Arbeitsabläufe in Laboren und ein Höchstmaß an Rückverfolgbarkeit, Produktivität und Datenmanagement. Über verschiedene Branchen hinweg werden so effiziente und hochwertige automatisierte Arbeitsabläufe in Labors ermöglicht, um die Forschung, das Testen und die Qualitätskontrolle flexibler zu gestalten. Gleichzeitig sollen Markteinführungszeiten verkürzt und dem Arbeitskräftemangel entgegengewirkt werden.
Standardisiertes Toolset von Mettler Toledo und ABB für Automatisierung, Geschwindigkeit und Kostensenkung
„Große Innovationen beginnen am Labortisch, besonders wenn man Prozesszeiten und Fehler minimieren und gleichzeitig hochwertige Daten und Informationen generieren kann“, sagt Stefan Heiniger, Leiter der Labor-Division bei Mettler Toledo. „Mettler Toledo und ABB werden ein leistungsstarkes, intuitives und standardisiertes Toolset anbieten, das den Bedürfnissen von Labors aller Art und Größe gerecht wird, ein Höchstmaß an Automatisierung, Geschwindigkeit und Erkenntnisgewinn bietet und gleichzeitig Kosten senkt.“
