Lab automation forbindes ofte med én ting: at kunne håndtere mere på kortere tid.
Kapacitet er bestemt en del af diskussionen. Men i pharma- og medtech-laboratorier er årsagerne til at automatisere ofte mere komplekse.
Kvalificerede laboratoriespecialister er en værdifuld ressource. Gentagne processer skal udføres konsistent. Prøver og data bevæger sig mellem forskellige procestrin, instrumenter og systemer. Samtidig efterlader krav til kvalitet, dokumentation og sporbarhed meget lidt plads til usikkerhed.
Det gør lab automation relevant af flere årsager end hastighed alene.
Automation kan understøtte kapaciteten og bidrage til en bedre udnyttelse af specialistressourcer. Det kan reducere manuel håndtering i repetitive processer. Og når automation anvendes til de rette opgaver, kan det bidrage til større konsistens i den måde, laboratorieprocesser udføres og data registreres på.
Det interessante spørgsmål er derfor ikke, hvor meget af laboratoriet der kan automatiseres.
Det er, hvor automation kan gøre en reel forskel.
Bedre udnyttelse af laboratoriets specialistkompetencer
På tværs af mange brancher bliver adgangen til kvalificerede medarbejdere en stadig vigtigere faktor. Laboratorier er ikke isoleret fra denne udfordring. Specialistkompetencer er værdifulde, og når det er vanskeligt at rekruttere, eller arbejdsbyrden stiger, bliver det endnu vigtigere at overveje, hvordan disse kompetencer anvendes.
Laboratoriearbejde består af meget forskellige typer opgaver. Nogle kræver faglige vurderinger, fortolkning, fejlfinding eller beslutninger baseret på specialistviden. Andre er repetitive og meget strukturerede: flytning af prøver, ind- og udtagning af emner i udstyr, etikettering, registrering af information eller gentagen udførelse af den samme håndteringssekvens.
Automation kan ikke erstatte den specialistviden, som laboratoriet er afhængigt af. Men det kan ændre, hvordan den anvendes.
Ved at automatisere egnede repetitive opgaver kan laboratorier frigøre specialisternes tid til arbejde, der kræver faglig vurdering og erfaring. I denne sammenhæng handler værdien af automation ikke blot om at reducere behovet for arbejdskraft. Det kan også handle om at udnytte de kompetencer, der allerede er til rådighed, bedre.
Konsistens er lige så vigtig som hastighed
En proces bliver ikke bedre, bare fordi den bliver hurtigere.
I pharma- og medtech-laboratorier skal gentagne aktiviteter ofte levere konsistente og pålidelige resultater. Hvert ekstra manuelt håndteringstrin eller hver overførsel af information skaber endnu et punkt, hvor der potentielt kan opstå variation.
Det er en af årsagerne til, at reproducerbarhed er vigtig, når man overvejer automation.
En veldefineret automatiseret proces kan udføre den samme programmerede handling gentagne gange uden den naturlige variation, der er forbundet med manuel håndtering. Det kan være relevant ved opgaver som flytning af prøver, dosering, etikettering, ind- og udtagning af emner i udstyr eller andre strukturerede håndteringsprocesser.
Det betyder ikke, at automation automatisk skaber en reproducerbar laboratorieproces. Metode, udstyr, software, dataflow og de omkringliggende procedurer skal fortsat være egnede til den konkrete anvendelse.
Automation er én del af det samlede system.
Dataintegritet ændrer diskussionen om automation
Især i pharma-laboratorier er der en anden dimension, som ikke kan adskilles fra den fysiske proces: data.
Laboratoriedata er ikke blot dokumentation, der produceres, efter en aktivitet har fundet sted. Data indgår i grundlaget for kvalitetsmæssige beslutninger.
De aktuelle EMA GMP-retningslinjer beskriver dataintegritet som et grundlæggende krav i det farmaceutiske kvalitetssystem. Retningslinjerne identificerer desuden graden af automation og den menneskelige interaktion som faktorer, der bør tages i betragtning ved vurdering af risici for dataintegritet, herunder når data overføres mellem systemer.
Det gør overgange mellem processer i laboratoriet særligt interessante.
En prøve kan blive håndteret af ét stykke udstyr og analyseret af et andet. Resultaterne kan derefter blive overført til et andet softwaremiljø eller indgå i den efterfølgende kvalitetsdokumentation. Hvis information undervejs skal indtastes, kopieres eller afstemmes manuelt, fortjener dataflowet lige så stor opmærksomhed som den fysiske flytning af prøven.
Det er her, automation og integration begynder at overlappe.
Ved at forbinde processer kan man potentielt reducere antallet af manuelle interfaces, men formålet er ikke blot at fjerne en person fra dataflowet. Ethvert automatiseret eller digitalt interface skal bevare den dataintegritet og sporbarhed, som processen kræver.
Automation kan begynde med en afgrænset proces
Lab automation behøver ikke at betyde automation af hele laboratoriet. I nogle tilfælde kan den relevante mulighed være en klart afgrænset sekvens af repetitive opgaver, mens aktiviteter, der kræver faglige vurderinger, fortsat varetages af laboratoriespecialister.
En specialist kan stadig være nødvendig for at forberede en proces, vurdere et resultat, håndtere en afvigelse eller træffe en beslutning. Mellem disse aktiviteter kan der imidlertid være repetitive trin, som kan udføres automatisk og konsistent.
Graden af automation behøver ikke være fastlagt én gang for alle. Et laboratorium kan begynde med én proces eller ét workflow og senere udvide graden af automation, efterhånden som metoder, volumener, produkter eller krav udvikler sig.
Nye muligheder for flytning af prøver
Automation af individuelle laboratorieprocesser rejser også et andet spørgsmål: Hvordan flyttes prøverne mellem dem?
I et konventionelt automatiseret flow er transporten ofte baseret på en foruddefineret rute. Nye transportteknologier skaber andre muligheder. Beckhoff XPlanar anvender f.eks. magnetisk svævende plader (kaldet movers), som kan styres individuelt. Det gør det muligt for de enkelte movers at følge forskellige ruter og interagere med andre teknologier som visionsystemer eller robotter.
PPS har bygget et mindre XPlanar-testsetup for at opnå praktisk erfaring med teknologien og programmeringen af den. Set fra et laboratorieperspektiv ligger det interessante potentiale i muligheden for at håndtere prøver individuelt frem for at kræve, at alle prøver følger præcis den samme rute.
Test konceptet før skalering
Det er særligt relevant, når selve automationskonceptet skal afprøves.
Et proof of concept kan gøre det muligt at teste udvalgte procestrin, integration og praktisk drift i mindre skala, før det besluttes, om konceptet skal udvides.
PPS har anvendt denne tilgang i et QC Lab-projekt for en pharma-kunde. Løsningen blev udviklet som et modulært proof of concept til test af et automatiseret laboratorieworkflow før en potentiel integration i et større produktionsmiljø. Det kompakte setup blev specifikt udviklet med laboratoriemiljøer og begrænset plads for øje.
Læs vores QC Lab proof-of-concept-case.
Formålet med et proof of concept er ikke blot at demonstrere, at en proces kan automatiseres. Det kan også afdække, hvor automation ikke skaber tilstrækkelig værdi, hvor menneskelig involvering fortsat er nødvendig, og hvad der skal ændres, før et koncept skaleres.
Hvad skal lab automation opnå?
Der findes ikke ét enkelt mål for succesfuld lab automation. Højere kapacitet kan være vigtigt i ét laboratorium, mens et andet kan have fokus på at reducere repetitiv manuel håndtering, forbedre konsistens og sporbarhed eller udnytte specialistkompetencer bedre.
For pharma- og medtech-laboratorier rækker potentialet derfor ud over blot at gøre en eksisterende manuel opgave hurtigere. Automation kan ændre den måde mennesker, prøver, udstyr og data interagerer på gennem hele laboratorieprocessen.
Det mest værdifulde resultat er ikke nødvendigvis et fuldautomatiseret laboratorium. Det kan være et laboratorium, hvor specialister bruger mere af deres tid på arbejde, der kræver deres ekspertise, mens repetitive og strukturerede processer håndteres med den nødvendige konsistens.
Har du spørgsmål?
Hvis du undersøger mulighederne for lab automation, laboratorieudstyr eller hvordan forskellige teknologier kan understøtte processerne i dit laboratorium, er du velkommen til at kontakte PPS for en uforpligtende dialog.