Was ist Laborautomatisierung?

Laborautomatisierung bedeutet, wiederkehrende manuelle Arbeitsschritte mithilfe technischer Systeme und Software kontrolliert auszuführen. Dazu gehören zum Beispiel das Öffnen und Verschließen von Tubes, das Dosieren von Reagenzien, das Etikettieren, die Identifikation per Barcode sowie das Sortieren und Dokumentieren von Proben oder Produkten.

Dabei muss nicht sofort ein gesamtes Labor vollautomatisiert werden. Häufig beginnt der sinnvollste Einstieg mit einem einzelnen, klar abgegrenzten Prozess, der viel Zeit bindet, fehleranfällig ist oder das weitere Wachstum begrenzt. Später können zusätzliche Schritte zu einem durchgängigen Workflow verbunden werden.

Kurz erklärt: Laborautomatisierung überträgt standardisierbare Routineaufgaben auf ein technisches System. Ziel sind nicht möglichst viele Maschinen, sondern reproduzierbare Abläufe, weniger manuelle Fehler, mehr freie Zeit für Fachkräfte und eine verlässliche Dokumentation.

Was gehört zur Laborautomatisierung?

Eine Automatisierungslösung besteht meist aus mehreren Ebenen, die aufeinander abgestimmt werden müssen:

  • Prozessmodule: Sie übernehmen konkrete Aufgaben wie Dosieren, Verschließen, Etikettieren, Identifizieren oder Sortieren.

  • Tube- und Labware-Handling: Greifer, Racks, Zuführungen und Speicher bewegen die richtigen Gefäße zur richtigen Zeit.

  • Sensorik und Prozesskontrolle: Sensoren prüfen beispielsweise Positionen, Drehbewegungen, Füllstände oder Barcodes.

  • Software: Sie steuert Aufträge, Rezepte, Benutzerrechte und Prozessschritte und dokumentiert relevante Ereignisse.

  • Datenanbindung: Schnittstellen zu LIMS- oder ERP-Systemen verbinden Laborabläufe mit bestehenden digitalen Prozessen.

Erst das Zusammenspiel dieser Elemente macht aus einem automatisierten Einzelschritt einen kontrollierten und im Alltag nutzbaren Prozess.

Welche Laborprozesse lassen sich automatisieren?

Besonders gut eignen sich wiederkehrende Abläufe mit klaren Regeln, definierten Eingangs- und Ausgangsmaterialien und überprüfbaren Qualitätskriterien.

Prozess

Typische Aufgaben

Möglicher Nutzen

Etikettieren und Kennzeichnen

Etiketten drucken, positionieren, aufbringen und Codes prüfen

Einheitliche Kennzeichnung und bessere Rückverfolgbarkeit

Öffnen und Verschließen

Tubes automatisch auf- und zuschrauben, Drehbewegung kontrollieren

Weniger Handarbeit und reproduzierbare Ergebnisse

Dosieren und Abfüllen

Reagenzien oder Kontrollmaterialien in definierte Gefäße verteilen

Konstante Abläufe und bedarfsgerechte Dosiergenauigkeit

Identifizieren und Sortieren

Barcodes lesen, Tubes zuordnen und in Racks oder Ausgaben sortieren

Weniger Verwechslungen und klare Prozesswege

Lagern und Zuführen

Tubes, Verschlüsse oder Racks bereitstellen und fertige Einheiten ausgeben

Längere unbeaufsichtigte Laufzeiten

Dokumentieren und Vernetzen

Auftragsdaten übernehmen, Prozessdaten protokollieren und Ergebnisse zurückmelden

Transparenz, Audit-Unterstützung und durchgängige Datenflüsse

Ob ein Prozess tatsächlich geeignet ist, hängt von der Labware, den Materialeigenschaften, dem Variantenumfang, dem gewünschten Durchsatz und den Qualitätsanforderungen ab. Deshalb sollte die technische Lösung erst nach einer strukturierten Prozessanalyse ausgewählt werden.

Welche Vorteile bietet Laborautomatisierung?

  • Fachkräfte entlasten: Monotone Routineaufgaben binden weniger Arbeitszeit. Mitarbeitende können sich stärker auf anspruchsvolle Tätigkeiten konzentrieren.

  • Prozesse standardisieren: Wiederkehrende Schritte werden nach definierten Parametern ausgeführt und sind weniger von individuellen Arbeitsweisen abhängig.

  • Fehler reduzieren: Automatisierte Identifikation, Etikettierung und Prozesskontrolle helfen, Verwechslungen und Dokumentationsfehler zu vermeiden.

  • Kapazität erhöhen: Längere unbeaufsichtigte Laufzeiten und parallel ausgeführte Schritte ermöglichen mehr Output mit dem vorhandenen Team.

  • Rückverfolgbarkeit verbessern: Prozess- und Auftragsdaten können einem einzelnen Tube oder einer Charge eindeutig zugeordnet werden.

  • Wachstum planbarer machen: Steigende Mengen lassen sich bewältigen, ohne jeden zusätzlichen Arbeitsschritt personell abbilden zu müssen.

Wichtig: Automatisierung ersetzt nicht die fachliche Kompetenz im Labor. Sie übernimmt vor allem klar definierte Routineaufgaben und schafft dadurch mehr Zeit für Bewertung, Entwicklung, Qualitätssicherung und andere Tätigkeiten, bei denen menschliche Expertise entscheidend bleibt.

Wann lohnt sich Laborautomatisierung?

Eine feste Mindestmenge, ab der sich Automatisierung grundsätzlich rechnet, gibt es nicht. Maßgeblich ist, wie viel Aufwand und Risiko im heutigen Prozess entstehen und welcher Nutzen durch die Automatisierung erreichbar ist.

Ein genauerer Blick lohnt sich insbesondere, wenn:

  • dieselben manuellen Schritte täglich oder mehrmals pro Woche wiederkehren

  • qualifizierte Mitarbeitende viel Zeit mit Öffnen, Verschließen, Etikettieren oder Abfüllen verbringen

  • steigende Mengen mit dem bestehenden Team nur schwer zu bewältigen sind

  • Fehler, Nacharbeit oder Reklamationen relevante Kosten verursachen

  • Prozesse über Schichten, Standorte oder Mitarbeitende hinweg einheitlicher werden sollen

  • Rückverfolgbarkeit, Audit Trail oder digitale Dokumentation an Bedeutung gewinnen

  • ein manueller Engpass nachgelagerte Produktions- oder Laborprozesse ausbremst

Für eine realistische Wirtschaftlichkeitsbetrachtung sollten nicht nur Anschaffungskosten und Stückzahlen verglichen werden. Relevant sind auch gebundene Arbeitszeit, Fehler- und Nacharbeitskosten, Verbrauchsmaterialien, Wartung, mögliche Kapazitätsgewinne und die gewonnene unbeaufsichtigte Laufzeit.

Welche Voraussetzungen müssen erfüllt sein?

Je klarer ein Prozess beschrieben ist, desto sicherer lässt er sich automatisieren. Vor Projektbeginn sollten deshalb folgende Grundlagen geklärt sein:

  • Stabiler Ausgangsprozess: Die wesentlichen Arbeitsschritte, Varianten und Ausnahmen sind bekannt.

  • Definierte Labware: Tubes, Verschlüsse, Racks und Etiketten sind spezifiziert und für das Handling geprüft.

  • Klare Qualitätskriterien: Toleranzen, Prüfschritte, Freigaben und Reaktionen auf Abweichungen sind festgelegt.

  • Bekannte Materialien: Reagenzien und Flüssigkeiten sind hinsichtlich Dosierung, Reinigung, Kühlung und Materialverträglichkeit bewertet.

  • Passende Infrastruktur: Platz, Medienversorgung, IT-Anbindung und gegebenenfalls sterile Arbeitsbedingungen sind berücksichtigt.

  • Verantwortlichkeiten und Schulung: Bedienung, Wartung, Freigabe und Umgang mit Störungen sind organisatorisch geregelt.

Vom Einzelschritt zum vernetzten Workflow

Laborautomatisierung kann in unterschiedlichen Ausbaustufen erfolgen. Welche Stufe sinnvoll ist, richtet sich nach Prozessumfang, Varianten, Mengen und Integrationsbedarf.

Automatisierungsstufe

Beschreibung

Typisches Beispiel

Einzelprozess

Ein wiederkehrender manueller Schritt wird gezielt automatisiert.

Tubes automatisiert etikettieren

Kombinierter Prozess

Mehrere aufeinanderfolgende Aufgaben laufen in einem System.

Dosieren, verschließen und etikettieren

Modularer Workflow

Prozessmodule werden auf einen komplexeren Ablauf und steigende Anforderungen abgestimmt.

Zuführen, dosieren, prüfen, kennzeichnen und sortieren

Durchgängige Integration

Auftragsdaten, Materialfluss, Bearbeitung und Dokumentation werden digital verbunden.

Vom ERP- oder LIMS-Auftrag bis zum fertigen Tube

So gelingt der Einstieg in sechs Schritten

Ist-Prozess erfassen: Arbeitsschritte, Mengen, Zeitaufwand, Fehlerquellen, Varianten und Ausnahmen dokumentieren.

Ziele priorisieren: Festlegen, ob vor allem Entlastung, Kapazität, Qualität, Rückverfolgbarkeit oder Wachstum verbessert werden soll.

Anforderungen definieren: Labware, Materialien, Toleranzen, Durchsatz, Reinigungsstrategie, IT und regulatorische Vorgaben beschreiben.

Automatisierungsumfang festlegen: Entscheiden, ob ein Einzelprozess oder ein kombinierter Workflow den größten Nutzen bietet.

Mit Originalmaterial testen: Tubes, Verschlüsse, Etiketten und Flüssigkeiten unter realistischen Bedingungen prüfen.

Einführung absichern: Qualifizierung, Schulung, Wartung, Ersatzteile und Verantwortlichkeiten für den laufenden Betrieb planen.

Typische Fehler bei Automatisierungsprojekten

  • Mit dem Gerät statt mit dem Prozess beginnen: Erst wenn Ziel, Varianten und Qualitätskriterien klar sind, lässt sich die passende Lösung auswählen.

  • Nur auf die maximale Geschwindigkeit schauen: Entscheidend ist der Durchsatz des vollständigen Workflows einschließlich Zuführung, Prüfung und Ausgabe.

  • Ausnahmen unterschätzen: Sonderformate, unvollständige Daten oder fehlerhafte Tubes müssen bereits im Prozesskonzept berücksichtigt werden.

  • Reinigung und Produktwechsel zu spät planen: Gerade beim Liquid Handling beeinflussen sie Taktzeit, Sicherheit und Anlagenverfügbarkeit.

  • Software und Datenfluss ausklammern: Ein technisch guter Prozess bleibt ineffizient, wenn Auftragsdaten weiterhin mehrfach manuell übertragen werden.

Laborautomatisierung mit HTI: vom Einstieg bis zur Komplettlösung

Die X-TubeProcessor®-Systeme decken unterschiedliche Automatisierungsstufen rund um Tubes und Vials ab. Dadurch kann die Lösung am tatsächlichen Prozess ausgerichtet werden – von einem klar abgegrenzten Arbeitsschritt bis zum digital integrierten Gesamtworkflow.

HTI-System

Typischer Automatisierungsumfang

X-TubeProcessor® _Sign

Automatisiertes Etikettieren unterschiedlicher Tubes und Vials – als gezielter Einstieg in standardisierte Kennzeichnungsprozesse.

X-TubeProcessor® _Basic

Automatisiertes Öffnen und Verschließen; je nach Konfiguration um Etikettierung und Rackzuführung erweiterbar.

X-TubeProcessor® _Smart 2.0

Kompakte Kombination aus Dosieren, Öffnen und Verschließen sowie Etikettieren – mit X-Control, TwinCode und digitaler Prozessdokumentation.

X-TubeProcessor® _Flex

Modular konfigurierbare Plattform für komplexere Abläufe, parallele Prozessschritte und höhere Durchsätze.

X-TubeProcessor® _Proceed

Durchgängiger Abfüllprozess vom digitalen Auftrag über Materialbereitstellung und Bearbeitung bis zum etikettierten und dokumentierten Tube.

Welche Lösung passt, hängt nicht allein von der aktuellen Stückzahl ab. Auch zukünftige Varianten, Wachstum, benötigte Schnittstellen und der gewünschte Automatisierungsgrad sollten in die Entscheidung einfließen.

Automatisierungspotenzial gemeinsam bewerten

HTI begleitet Sie von der ersten Prozessanalyse bis zur technischen Umsetzung. Gemeinsam betrachten wir den bestehenden Ablauf, definieren die relevanten Anforderungen und prüfen, welche Arbeitsschritte sich sinnvoll automatisieren und miteinander verbinden lassen.

Häufige Fragen zu den Grundlagen der Laborautomatisierung

Ist Laborautomatisierung nur für große Labore sinnvoll?

Nein. Gerade klar abgegrenzte, häufig wiederkehrende Prozesse können auch in kleinen und mittleren Laboren sinnvoll automatisiert werden. Entscheidend sind der heutige manuelle Aufwand, die Qualitätsanforderungen und der erwartete Nutzen.

Ein guter Startpunkt ist meist ein standardisierter Routineprozess, der viel Arbeitszeit bindet, regelmäßig Engpässe verursacht oder ein relevantes Fehlerrisiko besitzt. Die größte Maschine ist nicht automatisch der beste Einstieg.

In der Regel übernimmt sie vor allem repetitive und körperlich belastende Arbeitsschritte. Fachkräfte werden dadurch entlastet und gewinnen Zeit für Kontrolle, Bewertung, Entwicklung und andere qualifizierte Aufgaben.

Neben Investition und Betriebskosten sollten manuelle Arbeitszeit, Fehler- und Nacharbeitskosten, Verbrauchsmaterialien, Wartung, mögliche Kapazitätssteigerungen und die gewonnene unbeaufsichtigte Laufzeit betrachtet werden.

Ja, sofern die eingesetzten Systeme und Schnittstellen dies unterstützen. Bei HTI können je nach System Auftrags- und Prozessdaten über passende Schnittstellen eingebunden und für durchgängige digitale Abläufe genutzt werden.

Anforderungen an Benutzerrechte, Audit Trail, Rückverfolgbarkeit, Dokumentation und Qualifizierung sollten früh definiert werden. Der konkrete Umfang richtet sich nach Anwendung, Risikobewertung und internem Qualitätssystem.

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Telefon: 08092 2092-70 oder E-Mail: sales@hti-automation.com

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