Plattformen für Automatisierung, Prozesssteuerung und Datenprotokollierung ermöglichen durch Sprachsteuerung und digitale Integration, von den Echtzeit-Maschinendaten bis hin zum Auftragsmanagement und zur Qualitätskontrolle, ein neues Niveau an Effizienz. Die Einsatzbereiche umfassen unter anderem Forschung und Entwicklung, Pilotlabore und produktionsnahe Labore.
Anwender sind es schon gewohnt, dass sich über bestimmte Plattformen (z.B. LabVision) vorhandene Laborgeräte in einen automatisierten Versuchsaufbau integrieren und Ergebnisse dokumentieren lassen – und das unabhängig vom Hersteller. Durch Zurüsten eines OPC-UA-Moduls (Open Platform Communications Unified Architecture) erweitern sich die Möglichkeiten, denn dieser industrielle Kommunikationsstandard ermöglicht den plattformübergreifenden Datenaustausch von der Feldebene bis zur Cloud.
Kommunikation nahtlos, Nerven geschont
Dabei schafft insbesondere eine standardisierte Schnittstelle die Voraussetzungen für den Datenaustausch mit übergeordneten Systemen. Darunter zählen beispielsweise die Prozessüberwachung, -steuerung und Datenerfassung (Supervisory Control and Data Acquisition, kurz: SCADA) sowie das Produktionsleitsystem inklusive Auftragsmanagement und Qualitätskontrolle (Manufacturing Execution System, kurz: MES). Schliesslich gehört auch die Cloud mit allen darüber zugänglichen Programmen und Services dazu.
Bisherige Grenzen zwischen Laborautomation und IT-Systemen werden durchlässig (Stichwort: Interoperabilität), Produktionsprozesse lassen sich leichter steuern, überwachen und optimieren. Das Laborpersonal gewinnt Zeit, und seine Nerven bleiben geschont.
Sprechen statt hantieren
Besonders deutlich zeigen sich die Vorteile der Automatisierung beim Arbeiten im Abzug, wo die Bewegungsfreiheit eingeschränkt ist und doppelte Handschuhe die Bedienung von Maus und Tastatur erschweren (Abb. 1). Das macht die manuelle Dokumentation von Messungen oder die Ergänzung von Berichten zu einem mühseligen Unterfangen. An dieser Stelle kann eine integrierte Sprachsteuerung jeden Report erleichtern – statt klicken und tippen einfach sprechen! Denn unter Verwendung der mündlichen Eingabe lassen sich Prozesse ebenso gut überwachen und regeln, Messwerte und Statusinformationen erfassen und erstellen, womöglich sogar mit besserer Reproduzierbarkeit und auf jeden Fall komfortabler. Die Hände bleiben frei für das Experiment.
Die Kommunikation vom Menschen zum Rechner erfolgt vorteilhafterweise über die (aktivierte) Spracheingabefunktion von Windows 11. Die eigentliche Zuordnung der Sprachbefehle zu den Report‑Funktionen erfolgt innerhalb des Visualisierungs- und Automatisierungssoftware-Systems. Weitere Features und Anwendungsmöglichkeiten für die Sprachsteuerung befinden sich in Entwicklung.
Fazit für das Labor
Zusammenfassend lässt sich festhalten: Sprachsteuerung und OPC-UA-Server‑Bausteine treiben die Digitalisierung und Vernetzung im Labor voran. Während die Sprachsteuerung vor allem die Sicherheit, Effizienz und Ergonomie in der täglichen Laborarbeit verbessert, schafft ein OPC-UA‑Baustein die Basis für eine durchgängige, standardkonforme Integration in übergeordnete Automatisierungs- und IT‑Systeme (Abb. 2).
Bei der Auswahl geeigneter Architekturen und bei der konkreten Umsetzung von der Konfiguration des OPC-UA-Servers bis zur Einbindung in bestehende SCADA‑, MES‑ oder Cloud‑Umgebungen ist eine Unterstützung durch Experten zu empfehlen (z.B. Hitec Zang, Herzogenrath).
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