Labor der Zukunft: “Es ist nicht damit getan, einfach nur neue Geräte zu kaufen“

Im Interview erklärt Dr.Ing. Felix Lenk wie eine gute Digitalstrategie aussieht und welche Veränderungen das Labor der Zukunft für den Arbeitsalltag bringt. Lenk leitet die Forschungsgruppe SmartLab-Systeme an der Technischen Universität Dresden. Mit seinem Team organisiert und konzipiert er die Action Area zum Thema Labor 4.0 auf der bevorstehenden analytica 2020, der Weltleitmesse für Labortechnik, Analytik, Biotechnologie.

Herr Dr. Lenk, welche Veränderungen bringt die Digitalisierung ins Labor?

„Im Labor der Zukunft sind die Kernthemen Digitalisierung, Miniaturisierung und Automatisierung. Digitalisierung bedeutet das komplett neue Denken von Arbeits- und Prozessabläufen. Das wird gekoppelt mit neuartigen Geräten, die in der Lage sind, ohne Nutzereingriff, d.h. automatisiert Prozesse ablaufen zu lassen. Und weil Laborarbeitsplätze eigentlich zu den teuersten Arbeitsplätzen auf der ganzen Welt gehören, braucht man Geräte die kompakter sind, um diesen wertvollen Platz besser ausnutzen zu können.“

Was bedeutet das für Laborplaner?

„Laborplaner müssen komplett neu denken. Traditionell ist ein Labor eine feste Einrichtung, ähnlich wie eine Einbauküche. Meist soll es 20 bis 30 Jahre in Betrieb sein. Übliche Projekte im Entwicklungslabor sind aber nur auf bis zu drei Jahre angelegt. Welche Anforderungen danach an die Einrichtung gestellt werden, lässt sich nur schwer prognostizieren. Man braucht also ein flexibles Labor: Mit Modulen, die man zu immer wieder neuen Arbeitsabläufen zusammenstellen kann und Geräten, die funktionsintegriert und einfach zu bedienen sind.“

Wie bedeutet das für den Arbeitsalltag im Labor?

„Studien haben gezeigt, dass Wissenschaftler im Entwicklungslabor 70 Prozent ihrer Zeit mit Vorbereiten, Nachbereiten und vor allem Suchen verbringen und nur 30 Prozent mit echter Wissenschaft. Das lässt sich einerseits durch stärkere Arbeitsteilung ändern. Andererseits werden neue Technogien – zum Beispiel Assistenzsysteme – Wissenschaftlern mehr Zeit geben, echte Erkenntnisse zu gewinnen“

Werden im Labor der Zukunft weniger Menschen arbeiten?

„Der Laboralltag für Mitarbeiter wird sich wandeln, aber wir rechnen nicht mit einem Abbau von Arbeitsplätzen. Labore sind generell gut ausgelastet. Das Probenaufkommen wächst seit Jahren stetig. Um diesen Anstieg zu bewältigen brauchen wir neue Technologien. Die Arbeitsinhalte werden sich allerdings stark wandeln. Aktuell führt ein Labormitarbeiter Prozesse aus. Künftig wird er vor allem kontrollieren, dass Geräte innerhalb festgelegter Parameter arbeiten. Er wird Fehlerzustände bereinigen und die gewonnenen Daten auf Authentizität und auf Korrektheit überprüfen.“

Werden Labore dadurch effizienter?

„Ja, im Labor der Zukunft kann man rund um die Uhr arbeiten – das wirkt sich positiv auf die Betriebskosten aus. Derzeit ist der Laborbetrieb nach 20 Uhr absolut unüblich. Künftig werden Nachtschichten der Normalfall sein Sie werden vollautomatisiert gefahren – ohne menschliche Aufsicht.“

Arbeitet das Labor der Zukunft nachhaltiger?

„Digitalisierung, Miniaturisierung und Automatisierung können tatsächlich die Nachhaltigkeit steigern. So führen miniaturisierte Labore oder mehr Experimente auf einem Raum zu Energieeinsparung. Ein anderes Beispiel: Wenn durch neue Inspektionsmethoden untersuchte Zellkulturen nur noch drei statt zehn Tage inkubiert werden müssen, müssen auch Wärmeschränke nur 30 Prozent der ursprünglichen Zeit laufen.“

Wie mache ich ein bestehendes Labor fit für die Zukunft?

„Wichtiger Startpunkt für eine digitale Transformation eines Labors, ist eine gut gemachte Workflowanalyse und daraus abgeleitet ein Plan. Startpunkt sollten die "Low Hanging Fruits" sein: Prozesse, die sich mit hoher Taktung eher gleichartig wiederholen, sind sie ersten Kandidaten für eine Digitalisierung. Meist ist es nicht damit getan, einfach nur neue Geräte zu kaufen. Zur Transformation gehört auch ein digitaler Überbau, d.h. man muss verschiedene Fragestellungen der Probenwiederfindung, der Probennomenklatur in so einer Workflowanalyse klären. So entsteht über Herstellergrenzen hinweg eine maßgeschneiderte Lösung, mit der sich sehr schnell Synergien heben lassen.“

Wie erlebe ich das Labor der Zukunft auf der analytica 2020?

„Die Sonderschau Digitale Transformation zeigt erstmals, wie das Labor der Zukunft ganz konkret arbeitet. Dazu haben sich 18 Partner aus Wissenschaft und Industrie zusammengetan. Zwei Workflows, die moderiert vorgeführt werden, demonstrieren Gerätevernetzung, kollaborative Robotik und Nutzerinteraktion. Daran angeschlossen sind sechs kleinere Workflows, die von den Besuchern zum ersten Mal selbst ausprobiert werden können. Das Labor der Zukunft wird damit hautnah erlebbar.“