Legosystem für Produktionsanlagen

Laboranlagen für medizinische Fragestellungen – etwa für Blutuntersuchungen – und Produktionsgeräte für medizinisches Zubehör haben eines gemeinsam: Sie sind schwer zu planen, da eine Fülle von unterschiedlichen Komponenten zusammenkommen. Wo müssen welche Pumpen und welche Dosiersysteme sitzen, um etwa einen Biochip optimal produzieren und auswerten zu können?

Bislang entwerfen Hersteller von komplexen Laboranlagen zunächst verschiedene Konzepte und Konstruktionszeichnungen, bevor sie das reale Gerät aufbauen. Dennoch funktionieren die Maschinen in der Realität oft nicht wie erwartet. Die Planung beginnt erneut – eine teure Angelegenheit. Ein weiteres Problem: Die Konstrukteure verwenden vorwiegend Bauteile und Technologien, mit denen sie bereits Erfahrung haben. Das sind jedoch nicht immer diejenigen, die für das System optimal wären.

Mit der neuen Plattform „Modular Process Automation Laboratory m:Pal“ lassen sich komplexe Laborgeräte schneller und effizienter planen. Sie bietet einen Bausatz, bei dem Pumpen, Inkubatoren, Dosiergeräte oder Kameramodule nach Belieben zusammengesteckt und umgehend ausprobiert werden können – ähnlich wie bei Legosteinen. Forscher des Fraunhofer-Instituts für Produktionstechnik und Automatisierung IPA in Stuttgart haben „m:Pal“ entwickelt. „Wir haben quasi einen Spielplatz entwickelt, auf dem wir alle Techniken unkompliziert testen und diejenigen heraussuchen können, die für die jeweilige Fragestellung am besten geeignet sind. Jedes Modul ist völlig autark und kann daher auch alleine betrieben werden“, sagt Andreas Traube, Gruppenleiter am IPA. „Der Knackpunkt lag in der Softwarearchitektur: Die benötigten Module müssen sofort auf Knopfdruck funktionieren, wenn man sie zusammensteckt.“

Künftig soll die Plattform Herstellern kleiner Serien eine hohe Flexibilität bieten. „Produzenten von Hörgeräten oder anderen medizinischen Produkten, von denen es verschiedene Varianten oder ständig neue Modelle gibt, können „m:Pal“ als Produktionsgerät einsetzen.

Bisher musste man bei jedem neuen Modell die ganze Produktionslinie austauschen – mit „m:Pal“ reicht es, ein oder zwei Module anzupassen. So lassen sich bis zu 50 Prozent der Kosten einsparen“, sagt Traube. Ebenso können Hersteller eine kleinere Produktionslinie schrittweise automatisieren und die Module nach und nach anschaffen, sobald sich der Durchsatz erhöht. Auf der Messe MEDTEC vom 11. bis 13. März in Stuttgart stellen die Forscher m:Pal vor (Halle 4, Stand 1509).