Prozessautomatisierung

Für die Auomatisierung von Laborprozessen stehen eine Vielzahl generischer und proprietärer Softwarelösungen, sogenannter Prozessmanagementsysteme, zur Verfügung. Diese Art von Software kann man als das Pendent zu Betriebssystemen auf Computern verstehen, wie Windows, Linux oder Mac OS. Im Vergleich zu diesen bekannten Betriebssystemen haben sich in der Laborautomatisierung bisher leider keine Standardlösungen herausgebildet: jedes größere automatsisierte System wird mit herstellerspezifischer Prozessmanagementsoftware geliefert. Darüber hinaus existiert herstellerunabhängige domänenspezifische Software, genauso wie vollständig generische Software. Gründe dafür mögen die Vielfalt der Geräte im Laborbereich, fehlende Standards, die Vielfalt und Zersplitterung des Marktes sowie der Mangel an robusten quelloffenen Lösungen sein

In diesem Artikel sammeln wir Software, die zur Prozessautomatisierung im Laborumfeld geeignet ist, und stellen sie kurz vor. Die vorgestellte Liste ist alphabetisch sortiert und stellt keine Bevorzugung einer Software oder eines Herstellers dar! Die Liste stellt weiterhin keinen Anspruch auf Vollständigkeit: Anmerkungen, Ergänzungen und Wünsche können gern an Sebastian.Schoening@ipa.fraunhofer.de gerichtet werden.

Gerätespezifische Prozessmanagementsoftware

Agilent VWorks

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Beckman Coulter Biomek Software

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Beckman Coulter SAMI X

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Hamilton Microlab STAR’s VENUS

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Hamilton VANTAGE INSTINCT V

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HighRes Bio Cellario

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Hudson Robotics Automation Software

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paa Overlord

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Tecan FluentControl

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  • Link
  • Quelle: Projekt + Internet
  • Stand: Januar 2021

Geräteunspezifische Prozessmanagementsoftware

Equicon niceLab

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Thermo Fisher Scientific Momentum

Die Firma Thermo Fisher Scientific liefert ihre vollautomatisierten Systeme mit der Prozessmanagementsoftware Momentum aus, wobei diese Software auch separat erworben und eingesetzt werden kann. Momentum wird dabei zur Orchestierung komplexer Prozesse verwendet, wobei auf auf feingranulare Details, wie Pipettierschemata verzichtet wird.

Für die Benutzung von Momentum liefert Thermo Fisher Scientific ein USB-Dongle, das die Benutzung einer Softwareinstanz von Momentum authorisiert; ohne dieses Dongle kann die Sofware nicht verwendet werden.

Prozessmodellierung

Die Software bietet eine graphische Bedienoberfläche, mit der Prozesse graphorientiert erstellt werden können. Die zugrundeliegende Notation orientiert sich an Flowcharts und ist turingmächtig, stellt also Einzelschritte, Entscheidungsschritte und Schleifen mit einfachen Mitteln dar. Prozessschritte können parametriert werden; es lassen sich Prozessvariablen definieren und im Prozess auswerten.

Prozessmodelle werden in einem proprietären XML-basierten Format abgelegt, was prinzipiell die externe Sicherung, Versionierung und Weiterverwendung ermöglicht. Ein Import und Export in Fremdformate (wie BPMN) ist nicht vorhanden.

Prozessausführung

Prozesse werden ebenfalls in Momentum ausgeführt und gesteuert, wofür ein separater Bereich und einfache Schaltflächen angeboten werden.

Die Prozessausführung lässt sich folgendermaßen organisieren

  • Prozesse – einzelne Abläufe
  • Batches – Wiederholungen von Prozessen, ggf. mit unterschiedlicher Labware
  • Experimente – …
  • Kampagnen – …
  • Worklisten – eine Kombination

Prozessimulation

Momentum erlaubt es, definierte Prozesse im Simulationsmodus auszuführen, um logische Fehler vorab identifizieren zu können.

Eine graphische Visualisierung der Prozessausführung, abseits des Loggings, wird nicht angeboten. Gerechterweise muss aber ergänzt werden, dass eine 2D- oder 3D-Simulation komplexer Laborsysteme auf der Abstraktionsebene von Momentum nur sehr, sehr schwer umsetzbar ist.

Prozessscheduling

Momentum bietet eine ereignisgesteuerte, nicht-präemptive Ablaufplanung von Prozessen (Prozessscheduling), wobei sich das Verhalten des Schedulers durch Parameter anpassen lässt.

Eine Möglichkeit zur zeitlichen Vorausplanung von Prozessen oder Prozessensembles zur Vorab-Analyse ist nicht vorhanden.

Prozessauswertung

Während der Prozessausführung loggt Momentum prozessrelevante Informationen, wie Plattenbelegungen, Prozessvariablen, Prozesszustände, Fehlerzustände, Geräteoperationen etc. Diese Informationen lassen in Momentum anzeigen und als tabellarischer Form (Excel, CSV, PDF) exportieren.

Fehlerhandhabung

Momentum bietet eine grundlegende, menschenzentrierte Fehlerhandhabung.

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Unitelabs

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Generische Prozessmanagementsoftware

Im Geschäftsbereich existieren viele konkonkurriende Softwärelösungen zur Prozessautomatisierung. Ein wichtiger Unterschied zu Sotfware im Bereich der Laborautomatisierung ist die fehlende Geräteintegration. Stattdessen werden im Geschäftsbereiche Dienste (services) orchestriert, die bestimmte Funktionalitäten anbieten.

Camunda BPM

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Bizagi BPM

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PEGA

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