Guida alle automazioni di laboratorio e soluzioni IT

L’automazione di laboratorio è un insieme di strumenti automatizzati e di sistemi di gestione di informazioni che restituiscono risultati dei test senza soluzione di continuità temporale e su vasta scala.

Un laboratorio intelligente utilizza le tecnologie delle cose connesse in rete (Internet of Things - IoT) di livello industriale (IIoT), per raggiungere risultati con minori percentuali di errore e in tempi più brevi.

A differenza di quanto si possa credere, un laboratorio automatizzato può essere implementato in diversi settori industriali che vanno dalla prova dei materiali fino all’automazione delle analisi di campioni biologici.

Per saperne di più sull’IoT industriale consulta la nostra selezione di prodotti IoT dove troverai apparati indispensabili per automatizzare il tuo laboratorio.

Le attuali esigenze realizzative dei prodotti fabbricati dalle industrie richiedono ai test di laboratorio una maggiore rapidità nel raggiungimento di risultati finali. Prove sui nuovi materiali e prototipi di prodotto devono arrivare alla catena di produzione in tempi più che dimezzati rispetto a qualche decennio fa.

In un contesto dove tutto è più rapido anche i laboratori di ricerca industriale si adattano e adottano soluzioni di automazione delle misurazioni, oppure di prova dei materiali in un processo predeterminato che non richieda la presenza dell’operatore se non al termine.

Tra i maggiori fattori di cambiamento che oggi incidono sui laboratori troviamo la riduzione dei costi e in parallelo la richiesta di produrre di più, a cui si aggiunge la consapevolezza che serve implementare apparati capaci di garantire sicurezza e nessuna fuga dei dati (sicurezza industriale).

Le altre necessità emergenti e che spingono verso l’automazione dei laboratori sono la diagnostica da remoto e il supporto dell’intelligenza artificiale nei processi analitici.

Gli apparati per l’analisi dei dati sono al centro dell’automazione di un laboratorio, quindi i controller logici programmabili di nuova generazione (ad esempio i PLC Siemens S7-300) e le interfacce uomo macchina (HMI) restano dispositivi imprescindibili accanto ai computer industriali e ai moduli di sicurezza.

Riduzione dei costi

L’efficienza del laboratorio è tra gli scopi in cima alla lista di ogni progetto di automazione, poiché porta alla riduzione dei costi di processo a tutto beneficio del budget.

Basti pensare a un centro di analisi clinica posto in un centro abitato isolato che sceglie di affidarsi a piccoli sistemi di automazione del laboratorio per condurre diversi tipi di analisi su un numero ridotto di campioni biologici giornalieri. La soluzione diminuisce i costi di esternalizzazione e al contempo permette al laboratorio di analisi di ottenere i risultati in un numero di ore inferiore per dare risposte celeri ai pazienti e compatibili con le urgenze.

Inoltre l’automazione in laboratorio riduce i costi perché riduce gli errori umani. Le prove avvengono in tempi precisi (non un secondo in più o meno) e in ambienti più asettici rispetto a quelli dove vi è presenza di operatori umani.

Per il tuo laboratorio di analisi scegli dal nostro catalogo strumenti e accessori di qualità professionale con cui garantire sempre il massimo della precisione e dell’asetticità.

Diagnostica da remoto

Grazie all’IIoT la diagnostica da remoto ha ampliato enormemente i suoi confini. Si pensi alla possibilità di controllare da una unica sala operativa più impianti di generazione dell’energia.

La diagnostica da remoto è applicata anche nelle industrie dove la catena di montaggio è stata del tutto o in parte automatizzata con robot, nastri trasportatori guidati da sensori e mezzi di trasporto a guida autonoma (carrelli autonomi).

Nei laboratori smart la diagnostica da remoto diventa necessaria per monitorare il corretto funzionamento degli strumenti che svolgono compiti in autonomia, ma anche per realizzare laboratori di analisi biologica dall’elevata sicurezza che riducono al minimo la possibilità di fuga di patogeni o la contaminazione.

Perché tu possa implementare correttamente la diagnostica da remoto nel laboratorio potrai avvalerti di diversi tipi di sensori industriali disponibili dal nostro catalogo.

Sicurezza dei dati sanitari e di ricerca

In un ambiente industriale interconnesso quale può essere una fabbrica connessa in rete (Smart Factory) diventa cruciale evitare l’accesso abusivo e non autorizzato ai sistemi informatici e ai dati di ricerca.

Le difese software (firewall, antivirus, ecc.) da sole non bastano, servono difese hardware come processori e memorie protette dai ransomware e da altri tipi di programmi malevoli.

Una maggiore sicurezza la si ottiene aggiungendo un firewall hardware all’infrastruttura di rete, allo scopo di monitorare il flusso di dati proveniente dall’esterno per bloccare qualsiasi tentativo di accesso abusivo.

L’IA nella ricerca di laboratorio

Cosa può fare l’intelligenza artificiale nella ricerca di laboratorio? Banalmente può essere d’aiuto nel reperire informazioni annotate da altri ricercatori in documenti di testo conservati nel database interno, o suggerire di reperire determinati tipi di dati da fogli di calcolo dove ricerche precedenti avevano già affrontato lo stesso tema.

Ma l’intelligenza artificiale esprime tutto il suo potenziale nella capacità di elaborare scenari alternativi in breve tempo che potranno essere approfonditi dai ricercatori, oppure aiutare nell’individuazione della diagnosi più corretta basandosi sulla mole di dati immagazzinata nel suo cervello elettronico.

Per una industria che ha un laboratorio al suo interno dove sperimenta nuovi materiali e prototipi di prodotto, l’automazione significa ridurre i tempi sulle prove e arrivare prima a trovare il materiale migliore.

L’automazione di test nel laboratorio dei materiali, infatti, permette una attività di sperimentazione 24 ore su 24 con una ripetibilità dei test accurata e che esclude l’errore umano dovuto alla stanchezza o ad altri fattori.

Prendiamo come esempio un sistema di test automatizzati per le prove meccaniche quali trazione, taglio, compressione. Sistemati i provini sul piano una telecamera rileva la presenza della vaschetta e attiva il braccio robotico che preleva i singoli provini e li posiziona nel macchinario da laboratorio che effettuerà le prove. Durante la prova meccanica una telecamera registra un video e al termine una fotocamera scatta alcune fotografie di dettaglio. Video e immagini potranno essere analizzate dai ricercatori nelle fasi successive.

L’utilità di un sistema di test automatizzati come questo dell’esempio si amplifica quando può essere implementato in una camera climatica, dove ripetere le prove meccaniche a differenti temperature.

Dunque per automatizzare un laboratorio si possono utilizzare un insieme di strumenti che vanno dai bracci robotizzati per lo spostamento dei provini, ai sistemi trasportatori per spostare i provini, e ancora telecamere e sensori per la rilevazione di ogni singola fase del test, motori corrente continua brushless o passo-passo, servomotori c.c. lineari e molti altri apparati.

Per l’automazione di laboratorio come abbiamo visto occorrono soluzioni IT di vario tipo per garantire sicurezza dei dati, accesso da remoto, e per avvantaggiarsi delle potenzialità date dall’intelligenza artificiale alla moderna ricerca di laboratorio.

Automatizzare un laboratorio per l'industria significa avere la possibilità di immettere prodotti sul mercato più rapidamente e questo è un vantaggio competitivo non trascurabile.

Attraverso il nostro catalogo di dispositivi e strumenti per l’automazione e il controllo di processo troverai tutto ciò di cui necessiti per rendere il tuo un laboratorio intelligente che opera 24 ore su 24 per il massimo della produttività.