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Mehr Effizienz und Produktivität durch digitalisierte Prozesse
valantic entwickelte für den Laborgerätehersteller Tecan eine cloudbasierte IoT-Plattform zur Steigerung der Effizienz und Produktivität von Labors.
Das Unternehmen: Tecan
Tecan ist der internationale Marktführer auf dem Gebiet der Laborautomation für die Life-Science-Branche. An seinen Standorten in der Schweiz, Europa, Nordamerika sowie im Asien-Pazifik-Raum beschäftigt das Unternehmen rund 2.000 Mitarbeiter*innen aus 50 Nationen.
Mit seiner Expertise, seinen Produkten und seinen Services unterstützt Tecan seit 40 Jahren weltweit Pharma- und Biotechnologieunternehmen, staatliche Forschungseinrichtungen, Universitäten, diagnostische Laboratorien und Wissenschaftler*innen bei der Optimierungvon Laborprozessen.
valantic entwickelte für den Laborgerätehersteller Tecan eine cloudbasierte IoT-Plattform zur Steigerung der Effizienz und Produktivität von Labors. Die Lösung ermöglicht die standortübergreifende Vernetzung von Laborgeräten und stellt umfassende Informationen und Analysen zu deren Zustand, Auslastung und Verbrauch bereit. Hierzu werden auf der voll integrierten Plattformhunderte angebundene Geräte als Digital Twins abgebildet. Die agile Entwicklungsmethodik von valantic führte in neun Monaten zu einer marktreifen Lösung.
Herausforderung
Tecan steht vor der Herausforderung, eine Plattform zu entwickeln, die die Vernetzung von Laborgeräten und die Sammlung von Gerätedaten ermöglicht. Diese Plattform soll es den Kunden erlauben, Betriebsdaten zu analysieren und Laborprozesse weltweit zu optimieren, um Transparenz, Effizienz und Produktivität in Laboren zu erhöhen.
Beratungsansatz
valantic entwickelte nach einem dreiwöchigen Proof of Concept eine Pilotversion einer Plattform, die nach Kundenfeedback optimiert wurde. Innerhalb von sechs Monaten nach Projektbeginn wurde die finale Version 1.0 bereitgestellt. Trotz strenger Sicherheits- und Dokumentationsanforderungen der Medizin- und Pharmabranche, konnte die Plattform IntrospectTM nach weiteren drei Monaten auf den Markt gebracht werden. Mit Version 2.0 entstand ein voll integriertes Ökosystem, das hunderte Geräte vernetzt und digitale Prozesse ermöglicht.
Kundennutzen und Lösung
Die Lösung ermöglicht die standortübergreifende Vernetzung von Laborgeräten und stellt umfassende Informationen und Analysen zu deren Zustand, Auslastung und Verbrauch bereit. Hierzu werden auf der voll integrierten Plattform hunderte angebundene Geräte als Digital Twins abgebildet. Die agile Entwicklungsmethodik von valantic führte in neun Monaten zu einer marktreifen Lösung.
Jason Meredith
Head of Software Product Management, Tecan Schweiz AG
„Mit Introspect hat Tecan einen weiteren digitalen Service in unser Portfolio aufgenommen. IntrospectTM bietet unseren Kunden neue Einblicke in die Nutzung ihrer Instrumente und Verbrauchsmaterialien und ermöglicht es ihnen, ihre Labornutzung zu optimieren. valantic hat sich als exzellenter Servicepartner erwiesen, dessen Fachwissen und Engagement bei der Wartung dieser cloudbasierten IoT-Lösung unsere Kunden begeistert.“
Stefan Billeb
Managing Director, valantic
„Von Anfang an herrschte in dem Projekt unter allen Beteiligten eine exzellente Arbeitsatmosphäre. Der offene und vertrauensvolle Dialog mit dem Team von Tecan schuf die fruchtbare Basis für den Austausch neuer Ideen und die Entwicklung kreativer Lösungen. Dank dieser engen und partnerschaftlichen Zusammenarbeit waren wir in der Lage, IntrospectTM binnen neun Monaten zur Marktreife zu bringen.“
Die Herausforderungen
Gemäß seinem Selbstverständnis als Branchenpionier entwickelt der Laborgerätehersteller Tecan sein Portfolio an Hightech-Instrumenten für die Laborautomation kontinuierlich weiter. Im Fokus stehen die High-End Produkte der Liquid-Handling Roboter. Um dem Kunden immerumfassendere Mehrwerte zu schaffen, setzt Tecan auch auf die Entwicklung von digitalen Produkten.
Damit die Kunden von Tecan Transparenz, Effizienz und Produktivität von Laborprozessen erhöhen können, soll durch Vernetzung der Geräte und Sammlung von Gerätedaten eine Plattformgeschaffen werden. Die Laborbetreiber können über diese die Betriebsdaten all ihrer Labore und Roboter weltweit analysieren und somit ihre Prozesse optimieren.
Damit die Kunden von Tecan Transparenz, Effizienz und Produktivität von Laborprozessen erhöhen können, soll durch Vernetzung der Geräte und Sammlung von Gerätedaten eine Plattform geschaffen werden. Die Laborbetreiber können über diese die Betriebsdaten all ihrer Labore undRoboter weltweit analysieren und somit ihre Prozesse optimieren.
Agile Entwicklung
Nach einem dreiwöchigen Proof of Concept realisierte valantic eine Pilotversion der Plattform, die die wesentlichen Funktionen bereitstellte und mit ersten Kunden evaluiert wurde. Dieses Feedback floss in den weiteren Entwicklungsprozess ein und bereits sechs Monate nach Projektstart konnten wir unserem Kunden eine finale Version 1.0 zur Verfügung stellen. Trotz der hohen Sicherheitsanforderungen und umfangreichen Dokumentationspflichten, die in der Medizin- undPharmabranche gelten, konnte IntrospectTM nach nur weiteren drei Monaten am Markt eingeführt werden.
Mittlerweile wurde mit der Version 2.0 der Schritt zu einem voll integrierten Ökosystem vollzogen, das hunderte von Geräten anbindet und durchgängig digitale Prozesse bietet.
Die Lösung im Detail
Die IoT-Plattform
In der cloudbasierten IoT-Plattform sind alle relevanten Daten gespeichert. Für die Geräte wurde ein digitaler Zwilling konfiguriert, an den statische Informationen wie Seriennummer, Gerätetyp etc. sowie alle Betriebsdaten wie Laufzeiten, Verbrauchsmaterial, aber auch Störungen und Fehler gebunden sind. Die Kunden sind in einer hierarchischen Struktur abgebildet und mit ihren Geräten verknüpft. Die große Menge an historischen Daten erforderte ein spezielles Datenbank-Design, um eineperformante Verarbeitung und Visualisierung sicherzustellen.
Konnektivität
Die Anbindung der Roboter erfolgt über ihre Ethernet-Schnittstelle und das Internet, wobei die Übertragungswege der Logfiles und LiveDaten durch Zertifikate verschlüsselt werden. Eine auf Basis des ThingWorx .Net SDK entwickelte Client-Applikation, die auf dem Roboter installiert wird, sammelt Geräteinformationen wie Start- und Endzeiten von Prozessen, System-Events und eine Reihe von Zählern und überträgt diese zur IoT-Plattform. Hierbei werden keine Patient*innendaten oder Probendaten gesendet.
Personalisierbare Dashboards
Die Daten der vernetzten Workstations werden in einem webbasierten, interaktiven Dashboard visualisiert. Es basiert auf den Widgets von ThingWorx sowie auf kundenspezifischen Software Erweiterungen, die valantic in JavaScript umsetzte.
Auf diesen Extensions beruhen die besonderen Leistungsmerkmale von IntrospectTM, allen voran die Darstellung von Zeitreihen unter Integration historischer Daten: das Dashboard liefert Laborbetreibern aktuelle Daten, etwa zur Verfügbarkeit und Auslastung, zum Verbrauch von Pipettenspitzen oder zu den Erfolgsraten von Durchläufen.
Ökosystem
Mittlerweile hat sich aus der IoT-Plattform ThingWorx von PTC und einer Reihe von weiteren Systemen ein Ökosystem entwickelt, welches den IntrospectTM-Service mit all seinen Facetten und Funktionen bereitstellt. Dieses Ökosystem ist eng vernetzt und bietet viele Schnittstellen, um weitere Entwicklungen zu integrieren.
Neben den browserbasierten Dashboards ist auch die Tecan Connect AppTM integriert. Hiermit können sowohl IntrospectTM-Daten visualisiert werden als auch aktuelle Informationen als Push-Nachrichten an das Smartphone des/der Labormitarbeiter*in gesendet werden.
Durch die Integration des Vernetzungs- und Automatisierungsdienstes IFTTT lassen sich individuelle Workflows auf Basis der Daten und Events konfigurieren.
Zudem werden durch die Integration anderer Tecan-Systeme weitere Prozesse, wie z. B. die Registrierung neuer Nutzer*innen und Geräte, maximal automatisiert.
Robuste Sicherheitsarchitektur
In der Medizin- und Pharmabranche beruhen ganze Geschäftsmodelle auf dem Vertrauen der Kunden und der Sicherheit sensibler Daten und Informationen. IT-Sicherheit und Datenschutz haben hier höchste Priorität. IntrospectTM ist durch eine robuste „End-to-End“-Verschlüsselung, ein ausgefeiltes Rechte- und Rollenkonzept sowie eine umfassende Absicherung der Applikation und der Infrastruktur vor Ausspähung und Angriffen geschützt. Darüber hinaus ist gewährleistet, dass der Hersteller nur Gerätedaten, nicht aber kritische Prozessdaten einsehen kann.
Die Lösung im Detail
In der cloudbasierten IoT-Plattform sind alle relevanten Daten gespeichert. Für die Geräte wurde ein digitaler Zwilling konfiguriert, an den statische Informationen wie Seriennummer, Gerätetyp etc. sowie alle Betriebsdaten wie Laufzeiten, Verbrauchsmaterial, aber auch Störungen und Fehler gebunden sind. Die Kunden sind in einer hierarchischen Struktur abgebildet und mit ihren Geräten verknüpft. Die große Menge an historischen Daten erforderte ein spezielles Datenbank-Design, um eineperformante Verarbeitung und Visualisierung sicherzustellen.
Die Anbindung der Roboter erfolgt über ihre Ethernet-Schnittstelle und das Internet, wobei die Übertragungswege der Logfiles und LiveDaten durch Zertifikate verschlüsselt werden. Eine auf Basis des ThingWorx .Net SDK entwickelte Client-Applikation, die auf dem Roboter installiert wird, sammelt Geräteinformationen wie Start- und Endzeiten von Prozessen, System-Events und eine Reihe von Zählern und überträgt diese zur IoT-Plattform. Hierbei werden keine Patient*innendaten oder Probendaten gesendet.
Die Daten der vernetzten Workstations werden in einem webbasierten, interaktiven Dashboard visualisiert. Es basiert auf den Widgets von ThingWorx sowie auf kundenspezifischen Software Erweiterungen, die valantic in JavaScript umsetzte.
Auf diesen Extensions beruhen die besonderen Leistungsmerkmale von IntrospectTM, allen voran die Darstellung von Zeitreihen unter Integration historischer Daten: das Dashboard liefert Laborbetreibern aktuelle Daten, etwa zur Verfügbarkeit und Auslastung, zum Verbrauch von Pipettenspitzen oder zu den Erfolgsraten von Durchläufen.
Mittlerweile hat sich aus der IoT-Plattform ThingWorx von PTC und einer Reihe von weiteren Systemen ein Ökosystem entwickelt, welches den IntrospectTM-Service mit all seinen Facetten und Funktionen bereitstellt. Dieses Ökosystem ist eng vernetzt und bietet viele Schnittstellen, um weitere Entwicklungen zu integrieren.
Neben den browserbasierten Dashboards ist auch die Tecan Connect AppTM integriert. Hiermit können sowohl IntrospectTM-Daten visualisiert werden als auch aktuelle Informationen als Push-Nachrichten an das Smartphone des/der Labormitarbeiter*in gesendet werden.
Durch die Integration des Vernetzungs- und Automatisierungsdienstes IFTTT lassen sich individuelle Workflows auf Basis der Daten und Events konfigurieren.
Zudem werden durch die Integration anderer Tecan-Systeme weitere Prozesse, wie z. B. die Registrierung neuer Nutzer*innen und Geräte, maximal automatisiert.
In der Medizin- und Pharmabranche beruhen ganze Geschäftsmodelle auf dem Vertrauen der Kunden und der Sicherheit sensibler Daten und Informationen. IT-Sicherheit und Datenschutz haben hier höchste Priorität. IntrospectTM ist durch eine robuste „End-to-End“-Verschlüsselung, ein ausgefeiltes Rechte- und Rollenkonzept sowie eine umfassende Absicherung der Applikation und der Infrastruktur vor Ausspähung und Angriffen geschützt. Darüber hinaus ist gewährleistet, dass der Hersteller nur Gerätedaten, nicht aber kritische Prozessdaten einsehen kann.
Die Technologien
IoT-Plattform auf Basis von ThingWorx
Azure Cloud Infrastruktur mit integriertem CI/CD Prozess
Client-Applikation auf Basis des ThingWorx .Net SDK und dem AlwaysOn-Protokoll
Maßgeschneiderte Dashbords zur Datenvisualisierung auf Basis von JavaScript
RESTful-API zur Integration in die Tecan Connect AppTM
Integration von SAP und Licensing Server über RESTful-Interfaces
Fazit und Ausblick
Die ebenso professionelle wie schnelle Umsetzung und nicht zuletzt die erfolgreiche Markteinführung von IntrospectTM haben das Management von Tecan von den Vorteilen einer langfristigen Partnerschaft mit valantic überzeugt.
Seit dem offiziellen Launch haben sich zahlreiche Kunden des Laborgeräteherstellers für den Service registriert. Einhellig schätzen sie die neuen Potenziale des datenbasierten proaktiven Managements von Laborressourcen, die sich in Form von Effizienz und Produktivitätsgewinnen auszahlen. Die Möglichkeit verteilte Laborstandorte zentral zu verwalten sowie die Performanz und Sicherheit der Lösung sind weitere starke Argumente für die Vernetzung der Labortechnik und die Nutzung von cloudbasierten IoT-Plattformen.
Doch das Potenzial der IoT-Plattform ist längst noch nicht ausgeschöpft. Denn die Gerätedatenliefern eine solide Grundlage für die Optimierung bestehender Geschäftsprozesse und die Entwicklung neuer Produkte und Services, z. B. in dem Bereich Service & Maintenance. Eine weitere vielversprechende Anwendung stellt die Automatisierung von Supply-Chain-Prozessen für Verbrauchsmaterialien dar. Und schließlich resultieren aus den datenbasierten Insights wertvolle Hinweise und Impulse für Sales und Marketing.
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