Laborprozesse automatisieren: Was ist zu beachten?

Wer Laborprozesse automatisieren möchte, sollte nicht mit der Auswahl eines Geräts beginnen, sondern mit dem Prozess. Welche Arbeitsschritte verursachen den größten manuellen Aufwand? Wo entstehen Fehler, Wartezeiten oder Engpässe? Welche Tubes, Vials, Verschlüsse, Racks, Etiketten und Flüssigkeiten müssen sicher verarbeitet werden? Erst wenn diese Fragen beantwortet sind, lässt sich eine Automatisierungslösung belastbar auslegen.

Erfolgreiche Projekte vereinfachen und standardisieren den bestehenden Ablauf, priorisieren die wirkungsvollsten Routineaufgaben und prüfen die Lösung unter realistischen Bedingungen. So entsteht ein stabiler Workflow, der Mitarbeitende entlastet und sich später gezielt erweitern lässt.

Die kurze Antwort: Vor der Automatisierung sollten Ist-Prozess, Mengen, Varianten, Ausnahmen und Qualitätsziele transparent sein. Vereinheitlichen Sie Labware und Abläufe, priorisieren Sie häufige und klar regelbare Arbeitsschritte, definieren Sie Daten- und Integrationsanforderungen und testen Sie mit Originalmaterial. Ein schrittweiser Einstieg reduziert Projektrisiken und schafft eine tragfähige Basis für spätere Erweiterungen.

1. Den Ist-Prozess vollständig verstehen

Eine belastbare Prozessaufnahme zeigt, was heute tatsächlich geschieht – nicht nur, wie der Ablauf in einer Arbeitsanweisung beschrieben ist. Neben den regulären Schritten müssen auch Rüstvorgänge, Wartezeiten, Nacharbeit und Sonderfälle erfasst werden.

Planungsfeld

Leitfragen für die Prozessanalyse

Ablauf

Welche Schritte folgen aufeinander? Wo wird geprüft, transportiert, zwischengelagert oder manuell dokumentiert?

Mengen und Takt

Wie viele Tubes werden pro Stunde, Tag oder Charge verarbeitet? Welche Spitzen und Schwankungen treten auf?

Varianten

Welche Tube-, Vial-, Verschluss-, Rack-, Etiketten- und Produktvarianten sind wirklich erforderlich?

Aufwand

Wie viel Arbeits- und Rüstzeit binden die einzelnen Schritte? Wo entstehen Wartezeiten oder Engpässe?

Qualität

Welche Fehler, Reklamationen oder Abweichungen treten auf? Welche Toleranzen und Prüfungen gelten?

Ausnahmen

Wie wird mit beschädigten Gefäßen, fehlenden Daten, nicht lesbaren Codes oder unvollständigen Aufträgen umgegangen?

Datenfluss

Woher kommen Auftragsdaten, wie werden Ergebnisse dokumentiert und welche Systeme müssen Informationen austauschen?

Die Analyse macht sichtbar, welcher Teilprozess den größten Nutzen verspricht und welche Randbedingungen die technische Lösung erfüllen muss. Sie verhindert zugleich, dass ein lokaler Arbeitsschritt beschleunigt wird, während sich der Engpass nur an eine andere Stelle verlagert.

2. Prozesse vereinfachen, bevor sie automatisiert werden

Ein manueller Prozess sollte nicht ungeprüft eins zu eins auf eine Maschine übertragen werden. Häufig lassen sich Arbeitsschritte zusammenfassen, neu anordnen oder ganz vermeiden. Auch Freigaben, Zwischenlager und doppelte Dateneingaben gehören auf den Prüfstand.

Je klarer der Zielprozess, desto geringer sind technische Komplexität, Umrüstaufwand und Fehlerpotenzial. Automatisiert werden sollte deshalb der optimierte Soll-Prozess – nicht jede historisch gewachsene Besonderheit.

3. Labware und Verbrauchsmaterialien standardisieren

Tubes, Vials, Verschlüsse, Racks und Etiketten sind ein wesentlicher Teil des Automatisierungsprozesses. Schon kleine Unterschiede bei Abmessungen, Material, Gewinde, Toleranzen oder Oberflächen können Zuführung, Greifen, Verschrauben und Etikettierung beeinflussen.

Eine hohe Variantenvielfalt erhöht meist den Aufwand für Halterungen, Greifstrategien, Rezepte, Umrüstung und Prüfung. Für einen stabilen Start sollte geklärt werden, welche Varianten zwingend erforderlich sind und welche sich vereinheitlichen lassen. Die 80/20-Regel kann dabei als praktische Heuristik dienen: Oft deckt eine begrenzte Zahl häufig genutzter Formate den größten Teil des Volumens ab.

Praxisbeispiel: 2.000 identische Tubes pro Tag lassen sich in der Regel einfacher automatisieren als zehn Tube-Typen mit jeweils 200 Stück. Jeder Wechsel kann zusätzliche Rüstzeit, Parameter, Prüfungen und Fehlerquellen verursachen. Standardisierung bedeutet dabei nicht, notwendige Flexibilität aufzugeben, sondern unnötige Varianten bewusst zu reduzieren.

4. Die wirkungsvollsten Prozesse priorisieren

Nicht jeder Sonderfall muss im ersten Projekt automatisiert werden. Ein guter Startpunkt ist ein häufig wiederkehrender, klar regelbarer Ablauf, der viel Zeit bindet oder ein relevantes Fehlerrisiko besitzt. Typische Kandidaten sind das Etikettieren, Öffnen und Verschließen, Dosieren und Abfüllen sowie die standardisierte Zuführung und Sortierung von Tubes.

Besonders attraktiv ist ein Teilprozess, wenn er mehrere Kriterien erfüllt:

  • hohe Wiederholrate oder große Stückzahl

  • klar definierte Eingangs- und Ausgangsmaterialien

  • messbare Qualitätsanforderungen

  • hoher manueller Zeitaufwand oder ergonomische Belastung

  • relevante Fehler-, Nacharbeits- oder Reklamationskosten

  • gute Standardisierbarkeit bei überschaubaren Ausnahmen

  • erkennbare Bedeutung für einen nachgelagerten Engpass

5. Qualitäts-, Daten- und Integrationsanforderungen früh definieren

Zur Prozessdefinition gehören nicht nur Mechanik und Geschwindigkeit. Ebenso wichtig sind Qualitätskriterien und Datenflüsse: Welche Codes müssen gelesen und verifiziert werden? Welche Dosier- oder Verschlussparameter sind zu überwachen? Welche Ereignisse müssen dokumentiert und welchem Auftrag, Tube oder welcher Charge zugeordnet werden?

Auch die Anbindung an LIMS oder ERP, Benutzerrechte, Rezeptverwaltung, Audit-Trail-Funktionen und Schnittstellen sollten früh geklärt werden. In regulierten Anwendungen sind zusätzlich Qualifizierung, Validierung und Rückverfolgbarkeit entsprechend der konkreten Anwendung und des internen Qualitätssystems zu planen.

6. Mit Originalmaterial und realistischen Ausnahmen testen

Datenblätter allein zeigen nicht, wie sich ein Tube, Verschluss, Etikett oder eine Flüssigkeit im realen Ablauf verhält. Deshalb sollten Tests mit den vorgesehenen Originalmaterialien, typischen Chargen und relevanten Umgebungsbedingungen durchgeführt werden.

Neben dem Normalfall gehören Grenzfälle in die Erprobung: schief sitzende Verschlüsse, unlesbare Codes, fehlende Tubes, wechselnde Füllstände, Produktwechsel oder ein Neustart nach einer Störung. Für jeden Fall muss feststehen, ob das System automatisch weiterarbeiten kann, Material ausschleust oder Bedienpersonal gezielt informiert.

7. Schrittweise einführen und den Betrieb absichern

Ein stufenweiser Einstieg macht Nutzen und Risiken früh sichtbar. Häufig beginnt die Automatisierung mit einem klar begrenzten Routineprozess. Nach einer stabilen Pilotphase können weitere Module, Varianten oder digitale Schnittstellen ergänzt werden.

Pilotprozess auswählen: Einen häufigen, standardisierbaren Arbeitsschritt mit klarem Nutzen abgrenzen.

Zielgrößen festlegen: Durchsatz, Bedienaufwand, Fehlerquote, Laufzeit und Qualitätskriterien messbar definieren.

Lösung mit Originalmaterial erproben: Labware, Flüssigkeiten, Etiketten, Daten und Ausnahmen realistisch testen.

Einführung vorbereiten: Aufstellung, IT, Schulung, Arbeitsanweisungen, Wartung und Verantwortlichkeiten planen.

Ergebnisse bewerten: Zielgrößen nach dem Start vergleichen und Prozessparameter kontrolliert optimieren.

Gezielt erweitern: Erst nach stabilem Betrieb zusätzliche Module, Varianten oder Prozessschritte integrieren.

Checkliste: Ist der Prozess bereit für die Automatisierung?

  • Der Ist-Prozess einschließlich Varianten, Mengen, Zeiten und Ausnahmen ist dokumentiert.

  • Das wichtigste Projektziel und messbare Erfolgskriterien sind festgelegt.

  • Der Soll-Prozess wurde vereinfacht und unnötige Arbeitsschritte wurden entfernt.

  • Tubes, Vials, Verschlüsse, Racks und Etiketten sind spezifiziert und möglichst vereinheitlicht.

  • Flüssigkeiten, Toleranzen, Reinigungs- und Wechselstrategien sind bekannt.

  • Prüfungen, Reaktionen auf Abweichungen und Qualitätsfreigaben sind definiert.

  • Datenquellen, Schnittstellen, Dokumentation und Rückverfolgbarkeit sind geklärt.

  • Originalmaterial und relevante Grenzfälle stehen für Tests zur Verfügung.

  • Platz, Versorgung, Bedienung, Wartung, Schulung und Verantwortlichkeiten sind geplant.

  • Der erste Automatisierungsumfang ist klar abgegrenzt und später erweiterbar.

Von der Prozessanalyse zur passenden HTI-Lösung

HTI begleitet Automatisierungsprojekte von der Analyse des bestehenden Tube- und Vial-Workflows bis zur technischen Umsetzung. Je nach Aufgabenstellung kann der Einstieg mit einem einzelnen Prozess wie Etikettieren oder Verschrauben beginnen. Für kombinierte Abläufe lassen sich Dosieren, Öffnen, Verschließen, Etikettieren, Identifizieren und Dokumentieren miteinander verbinden.

Die X-TubeProcessor®-Systeme decken unterschiedliche Automatisierungsstufen ab: Sign für die Etikettierung, Basic für das Öffnen und Verschließen, Smart 2.0 für kompakte kombinierte Workflows sowie Flex und Proceed für modularere oder durchgängig integrierte Prozesse. Welche Konfiguration geeignet ist, wird aus Labware, Material, Menge, Qualitätsanforderungen und Datenfluss abgeleitet.

Automatisierungspotenziale gemeinsam analysieren

Sie möchten wissen, welcher Laborprozess sich zuerst automatisieren lässt? Gemeinsam betrachten wir Ihren Ist-Ablauf, identifizieren sinnvolle Standardisierungen und prüfen die technische Machbarkeit mit den vorgesehenen Materialien. Daraus entsteht ein realistischer Einstieg, der zu Ihren heutigen Anforderungen passt und Raum für spätere Erweiterungen lässt.

Häufige Fragen zur Automatisierung von Laborprozessen

Geeignet ist meist ein häufiger, klar definierter Routineprozess, der viel Arbeitszeit bindet, regelmäßig Engpässe verursacht oder ein relevantes Fehlerrisiko besitzt. Der Nutzen sollte anhand messbarer Zielgrößen bewertet werden.

Nein. Oft ist es sinnvoll, zunächst die häufigsten Formate und Standardabläufe abzudecken. Seltene Sonderfälle können vorerst manuell bleiben oder in einer späteren Ausbaustufe berücksichtigt werden.

Jede Variante kann zusätzliche Greif-, Zuführ-, Prüf- und Umrüststrategien erfordern. Einheitliche Tubes, Verschlüsse, Racks und Etiketten vereinfachen die technische Auslegung und erhöhen die Prozessstabilität.

Wichtig sind unter anderem Prozessschritte, Mengen und Spitzenlasten, Varianten, Zeitaufwand, Fehlerbilder, Qualitätskriterien, gewünschter Durchsatz, vorhandene IT-Systeme sowie Anforderungen an Dokumentation und Rückverfolgbarkeit.

Reale Abmessungen, Toleranzen, Oberflächen, Etiketten und Flüssigkeitseigenschaften beeinflussen das Handling. Tests mit Originalmaterial zeigen früh, ob der Prozess stabil läuft und wie mit typischen Abweichungen umzugehen ist.

Ja. Ein einzelner standardisierter Prozess kann als Pilot dienen. Nach stabilem Betrieb lassen sich weitere Arbeitsschritte, Varianten oder Schnittstellen ergänzen, sofern System und Projektkonzept dafür ausgelegt sind.

Lassen Sie sich von unseren Spezialisten beraten!

Gerne sprechen wir mit Ihnen über Ihre Anwendung und Ihren Automatisierungsbedarf:
Telefon: 08092 2092-70 oder E-Mail: sales@hti-automation.com

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