Het Digitale Lab: Transformatie van Traditionele Werkprocessen

Inleiding tot het digitale lab

Het digitale lab is een manier om onze werkwijze te veranderen. Het is een systeem dat machines, geautomatiseerde computerprogramma’s en op data gebaseerde verwerking combineert. Dit systeem vervangt handmatig onderzoek. Door het digitale lab te gebruiken, kunnen we fouten voorkomen die mensen maken bij het uitvoeren van experimenten en snel resultaten behalen. We kunnen de resultaten direct bekijken en die informatie gebruiken om snel, met kennis en toewijding, nieuwe ontdekkingen te doen.

De overgang van handmatig naar digitaal

De manier waarop we werken verandert. Vroeger gebruikten we papieren plakboeken en maakten we effecten met de hand. Nu hebben we het digitale lab. Het gaat niet om het kopen van nieuwe apparatuur. Het is een verandering in de manier waarop we met informatie omgaan. Een tijdlang maakten we effecten op de ouderwetse manier, door te vertrouwen op wat mensen wisten en op papier schreven, maar die informatie kon gemakkelijk verloren gaan of verkeerd geïnterpreteerd worden. Nu alles digitaal is, kan informatie vloeiend stromen.

Het definiëren van de digitale laboratoriumomgeving

Wanneer we het over een digitaal lab hebben, bedoelen we een digitaal lab waar laboratoriuminformatiemanagementsystemen, oftewel een digitaal lab, samenkomen met robotisering en goede connectiviteit. Dat is wat een digitaal lab zo goed laat functioneren. De manier waarop we effecten vastleggen verandert, zodat elk stukje informatie vanaf de lancering wordt geregistreerd. Dit maakt het voor de hele organisatie gemakkelijker om over dezelfde informatie te beschikken.

Waarom oude manieren van werken niet meer werken

Ik help al een tijdje bij onderzoeks- en ontwikkelingsprojecten. Ik zie steeds hetzelfde gebeuren. Slimme wetenschappers besteden ongeveer dertig procent van hun dag aan het handmatig coderen van gegevens. De oude manier van werken is vaak in een gangpad. Een technicus voert een test uit, noteert de resultaten op een tablet en typt die informatie vervolgens in een spreadsheet op de computer.

Het cruciale vraagstuk van gegevensverzameling

Deze stap, waarbij mensen handmatig informatie van de ene naar de andere plek moeten verplaatsen, is waar de meeste fouten optreden. Dit is een probleem met de oude manier van werken, omdat de gegevens bij de bron worden vastgelegd. Dit is cruciaal voor de hele organisatie. Bij het testen van systemen merken we dat een kleine fout bij het invoeren van gegevens later grote problemen kan veroorzaken. Het Digital Lab helpt dit probleem op te lossen door de fysieke gegevens te koppelen aan de digitale gegevens.

De verborgen kosten van zelfgemaakte processen

• Gegevensfragmentatie: Informatie is verspreid over verschillende plekken: e-mails, plakboeken en originele harde schijven.
• Gebrek aan traceerbaarheid: Het is moeilijk te bewijzen hoe een onderzoek is uitgevoerd, wat vereist is voor naleving van de regels voor niet-toezichthoudende instanties.
• Verminderde samenwerking: teams die vanuit huis werken, kunnen geen gegevens inzien, wat systemen vertraagt waarbij mensen van over de hele wereld betrokken zijn.

Overgang naar een functioneel digitaal lab

Het digitale lab is een oplossing voor deze problemen, waardoor samenwerken en het bijhouden van alles eenvoudiger wordt. Om een digitaal lab te creëren dat echt werkt, heb je meer nodig dan alleen software. Je hebt veel elementen nodig die goed samenwerken, zodat het automatisch verzamelen van gegevens eenvoudig wordt.

Kernonderdelen van het digitale lab

1. Geïntegreerde dataplatformen

Geïntegreerde dataplatformen, zoals LIMS en ELN, zijn van essentieel belang. De elektronische laboratoriumtablet en LIMS vormen de spil van elk ultramodern laboratorium. Ze zorgen ervoor dat elk monster wordt gevolgd en elk resultaat wordt geregistreerd.

2. IoT en verbonden instrumentatie

IoT en verbonden instrumentatie zijn ook cruciaal in een digitaal lab. In een digitaal lab is de apparatuur essentieel. Het kan met jou, de gebruiker van het digitale lab, communiceren en informatie delen over wat er gaande is. We hebben ervoor gezorgd dat het plaatsen van IoT-detectoren in opslagplaatsen en incubators helpt om het verlies van gevoelige monsters te beperken door direct waarschuwingen door te geven aan mobiele apparaten.

3. Kunstmatige intelligentie en machinaal leren

Zodra de gegevens van het digitale laboratorium beschikbaar zijn, kan kunstmatige intelligentie worden gebruikt om problemen te voorspellen. Van honderd fysieke tests kun je negentig virtuele simulaties uitvoeren en vervolgens alleen de tien meest veelbelovende fysieke tests doen.

Het oude vergelijken met het nieuwe.

Om de impact van de transformatie van het digitale lab te begrijpen, is het nuttig om naar de criteria van het digitale lab te kijken. Hieronder volgt een vergelijking op basis van de scores die we tijdens digitale migraties hebben bijgehouden.

Vergelijkingstabel effectiviteit

punt	Traditionele workflow	Digitale laboratoriumworkflow	Impactindicator
Gegevensinvoer	Papier gegrond	Geautomatiseerd via een bedieningsinterface (Operation Programming Interface) of internet der dingen (Internet of Effects).	Dit resulteert in een daling van de criminaliteit met 95 procent.
Zoekbaarheid	Dit duurt uren vanwege het formulier.	Dit duurt slechts enkele seconden vanwege het zoeken naar metadata.	Dit zorgt ervoor dat de terugwinning veertig procent sneller verloopt.
Naleving	inspectieroutes zijn zelfgemaakt.	Dankzij onze onbuigzame digitale logboeken zijn we honderd procent klaar voor inspectie.	–
Uitkomst	Dit wordt beperkt door de beschikbare uren van het personeel.	Dit is 24 uur per dag en 7 dagen per week beschikbaar via Lab-robotisering.	Dit leidt tot een drievoudige toename van het aantal affaires.
Afval van grondstoffen	Dit is hoog vanwege het opnieuw uitvoeren van verloren tests.	Dit is laag vanwege de geoptimaliseerde kracht.	Dit leidt tot een kostenbesparing van vijftien procent.

Mijn ervaring: De risico’s van daderschap

Mijn ervaring is dat de grootste knelpunten niet de technologie zijn, maar de workflowcultuur. De workflowtechnologie van Digital Lab is niet het probleem, maar de mensen en de workflowcultuur.

Het overwinnen van culturele uitdagingen

Ik heb vastgesteld dat de grootste uitdaging is om mensen de digitale laboratoriumworkflow te laten accepteren en hun manier van werken ermee te veranderen. Ik heb een groot chemisch bedrijf geholpen bij de overstap naar een digitaal laboratorium. Ze hadden een fortuin uitgegeven aan software, maar ze hadden hun medewerkers niet getraind in het gebruik ervan. Het gevolg was dat het personeel het nieuwe systeem te moeilijk vond en terugviel op hun oude, inefficiënte Excel-systemen.

De fasepoortbenadering

Toen we verschillende manieren uitprobeerden om het nieuwe systeem te introduceren, ontdekten we dat een fasepoortbenadering de beste methode is. Je moet beginnen met het digitaliseren van een deel van het werk, zoals het bijhouden van monsters, voordat je probeert het hele productieproces te automatiseren.

Een goed functionerend laboratorium opzetten

Om een laboratorium goed te laten functioneren, moet je rekening houden met een aantal belangrijke zaken. Ten eerste moet je software kiezen die op een natuurlijke manier werkt voor de mensen die er daadwerkelijk mee werken, zoals wetenschappers.

Gebruikersgerichte softwareontwikkeling

• De software moet voor hen zo gebruiksvriendelijk zijn dat het voelt als een integraal onderdeel van hun werkzaamheden.
• Het moet ook compatibel zijn met de apparatuur die ze al hebben, zodat ze alles probleemloos samen kunnen gebruiken.

Interoperabiliteit en standaarden

Dit noemen we interoperabiliteit, wat betekent dat de nieuwe tools met de apparatuur kunnen communiceren via standaardprotocollen. Je moet er ook voor zorgen dat de informatie die je in het systeem invoert correct en veilig is. Dit betekent dat je alles bij elke stap moet controleren wanneer je in het digitale lab werkt. Het digitale lab is als een reis en je moet ervoor zorgen dat alles onderweg in orde is.

De rol van laboratoriumautomatisering

Het hoofddoel van een laboratorium is om een laboratorium te hebben dat volledig geautomatiseerd kan werken. Dit noemen we laboratoriumautomatisering. Het is alsof je een robot hebt die alle saaie taken voor je uitvoert. De robotica kan de taken afhandelen en het digitale systeem kan het denkwerk verrichten. Het digitale laboratorium en de robots werken dus samen om alles soepel en correct te laten verlopen. Op deze manier kan het digitale laboratorium de wetenschappers en andere medewerkers enorm helpen.

Menselijk talent tot bloei laten komen

Wanneer je machines gebruikt om taken uit te voeren, kunnen je beste mensen zich richten op belangrijke zaken, zoals het begrijpen van de betekenis van dingen en het maken van plannen. We hebben gezien dat groepen die veel werk met machines verrichten, gelukkiger zijn in hun baan en minder snel vermoeid raken. Deze verandering maakt van het lab een plek waar nieuwe dingen worden ontdekt, in plaats van alleen maar een plek die geld kost.

Opkomende trends om in de gaten te houden

• Digitale tweelingen: een computerversie van je laboratorium maken om werkwijzen uit te proberen voordat je ze daadwerkelijk uitvoert.
• Augmented Reality (AR): Het gebruik van een bril om technici te helpen bij complexe taken door hen in realtime instructies te geven terwijl ze aan het werk zijn.
• Blockchain voor de wetenschap: een manier om gedecentraliseerde grootboeken te gebruiken voor de bescherming van intellectueel eigendom in het digitale laboratorium.

Conclusie: Voorop blijven lopen in de branche

Het digitale lab is essentieel voor bedrijven om voorop te blijven lopen in onderzoek, ontwikkeling en productie. Het gebruik van het digitale lab vermindert fouten die mensen maken. Bovendien zorgt het ervoor dat we veel sneller de benodigde gegevens verkrijgen. Om dit te laten werken, moeten we ervoor zorgen dat we automatisch gegevens verzamelen en dat onze medewerkers de veranderingen omarmen.

De toekomst van concurrentievoordeel

Laboratoriumautomatisering is het resultaat van een volledig digitale workflow, waardoor we continu kunnen werken, zelfs wanneer er geen personeel aanwezig is. Dit is essentieel voor bedrijven die toonaangevend willen zijn in hun branche.

De belangrijkste dingen om te onthouden over de letter c zijn:

• Het digitale lab is essentieel om een voorsprong te behouden in modern onderzoek, ontwikkeling en productie.
• Overgangen verminderen fouten en verhogen de snelheid van gegevensopvraging aanzienlijk.
• Een succesvolle implementatie vereist een focus op geautomatiseerde gegevensverzameling en draagvlak onder het personeel.
• Laboratoriumautomatisering is de verdere ontwikkeling van een gedigitaliseerde workflow die 24/7-activiteiten mogelijk maakt.
• De overstap naar een digitaal lab is niet langer een optie voor organisaties die toonaangevend willen zijn in hun branche. De efficiëntiewinst, in combinatie met de mogelijkheid om AI in te zetten, creëert een kloof tussen digitale koplopers en achterblijvers die steeds moeilijker te overbruggen lijkt.