Labor Informations- und Managementsysteme

Vorschau

Labor Informations- und Managementsysteme (LIMS) helfen den Laboralltag zu meistern, indem Arbeitsvorgänge automatisiert und der administrative Aufwand begrenzt wird. Aufgrund der Vielzahl von Verwaltungs- und datenintensiven Lenkungsaufgaben, in der sich immer schneller drehenden Laborwelt, ist der Einsatz eines LIMS ein wesentlicher Meilenstein. Wegen der Komplexität einer LIMS Implementierung ist jedoch ein grundlegendes Verständnis des Aufbaus und der Funktion unerlässlich. Aber worauf kommt es an?

Learning by doing

Um die Architektur und den Funktionsumfang eines LIMS zu verstehen, ist ein Fortbildungskurs unerlässlich. Die bloße Präsentation von Hintergrundinformationen oder einem Click-Workshop, bei dem Teilnehmer durch eine Flut von Informationen oder Eingabemasken hindurch gejagt werden, hilft nicht und ist nach kurzer Zeit bereits aus dem Gedächtnis verschwunden. Sinnvoller ist es durch die Kombination von Grundlagenwissen und der direkten Interaktion mit der Benutzeroberfläche, den Kursteilnehmer an das Thema schrittweise systematisch heranzuführen.

Wie aber lässt sich die Verknüpfung von Theorie und Praxis erreichen? Selbstverständlich nur wenn Kursteilnehmern das LIMS während und auch nach einem Kurs zur Verfügung gestellt wird. Bei proprietären LIMS bleibt Kursteilnehmern genau diese Option verwehrt. Lösung ist der Einsatz hochwertiger Open Source Software wie den SENAITE LIMS Server, welcher als freie Software im Internet verfügbar ist. Auch für die anschließende kommerzielle Nutzung in Produktivumgebungen ist gesorgt, Service Provider bieten hierfür skalierbare und zuverlässige Unternehmenslösungen an.

Neben dem Verständnis über die Funktionsweise und Einrichtung eines LIMS, ist auch die Projektierung von entscheidender Bedeutung für die erfolgreiche Einführung. Waren in der Vergangenheit ausführliche Planungsexzesse mit Pflichten- und Lastenheften üblich, geht man in der heutigen Zeit zu agilen Methoden über. Durch den direkten Austausch, in nahezu Echtzeit, zwischen Kunde und Softwareunternehmen gelingt eine iterative Fortentwicklung und Anpassung des LIMS.

Neben den rein organisatorischen Stolpersteinen ist auch die Einbindung aller Mitarbeiter und Stakeholder eine große Herausforderung. Gerade die emotionale Komponente bei Mitarbeitern und Geldgebern ist nicht zu unterschätzen.

Es lohnt sich also bei LIMS Projekten im Vorfeld ausführlich zu informieren. Insbesondere ist die Auswahl eines geeigneten Partners wichtig, um sich durch praxisnahes Wissen einen Vorteil zu verschaffen, LIMS Projekte schneller und kostensparender als andere Unternehmen durchführen zu können.

Das LIMS im Leistungserstellungsprozess

Ein LIMS ist selten als isoliertes System zu betrachten, vielmehr gliedert es sich in den Leistungserstellungsprozess eines Unternehmens ein. Um eine barrierefreie Nutzung zu gewährleisten, muss eine Anbindung an externe Systeme gewährleistet sein oder zumindest Schnittstellen zur Verfügung gestellt werden. Darunter fällt neben der Anbindung von Instrumenten im Labor zum Beispiel auch die Kommunikation mit ERP-Systemen, Anwendungen zur Produktionsplanung und BI-Tools an. Abhängig von der Art des Unternehmens sind auch spezifische und typische Anforderungen an Prozesse zu beachten. So sieht beispielsweise die Interaktionen mit Kunden von Auftragslaboratorien anders aus als die eines Betriebslabors in einem Produktionsunternehmen. Die Kenntnis der üblichen Fallstricke und Herausforderungen ist nicht selten entscheidend für die zielgerichtete, effiziente und kostensparende Einführung eines LIMS.

Grundlegender Aufbau eines LIMS

Auch wenn Unternehmen und Anwendungsszenarien eines LIMS sehr unterschiedlich aussehen können, so ist der grundlegende Aufbau vergleichbar ähnlich. Gerade die entscheidenden Kernprozesse und notwendigen Funktionen sind sehr wohl allgemeinverständlich darstellbar und nur logisch konsequent. Denn Laboratorien sind schließlich Prüfeinrichtungen und beschäftigen sich nicht mit dem Verkauf von Brötchen. Genau hierin liegt der Schlüssel für eine schnelle und zielgerichtete Einarbeitung und anschließender Einrichtung, Betrieb und Wartung eines LIMS. Notwendigerweise ist die Abgrenzung des Einsatzzwecks und deren Einfluss auf ein LIMS entscheidend, um den Informationsbedürfnissen der Interessenten bestmöglich gerecht zu werden.

Anforderungen an ein LIMS in regulierten Umgebungen

Viele Laboratorien sind an regulatorische Anforderungen gebunden und müssen ihre Konformität regelmäßig nachweisen. Die vielfältigen Dokumentations- und Nachweispflichten nehmen beständig zu und machen nicht selten einen erheblichen Anteil der Arbeitszeit aus. Hier kann ein LIMS zweckdienlich unterstützen. Wichtig ist es jedoch, die in Normen formulierten Anforderungen, im Sinne einer Softwareunterstützung zu deuten. Nicht alles ist in einem LIMS gewinnbringend angesiedelt und muss nicht immer dort integriert sein. Die Lenkung von Arbeit und Einschränkung von Nutzerrechten zum Beispiel, sollte nur dann angewendet werden, wenn dies auch notwendig und sinnvoll ist. Vorteilhaft ist, dass regulatorische Anforderungen zumeist sinngleich sind, wenn auch oft anders formuliert. Es lassen sich folglich viele allgemeingültige Anforderungen formulieren.

Projektschritte einer LIMS Implementierung

Die Einrichtung eines LIMS ist sorgfältig zu planen, denn mit dem installierten System muss man für gewöhnlich jahrzehntelang erfolgreich arbeiten. Damit aus dem anfänglichen Enthusiasmus nicht schnell Frust wird, ist es ratsam genug Zeit in die benutzerfreundliche Einrichtung zu investieren. In solchen IT Projekten werden eine Vielzahl von Qualifikationen den Mitarbeitern und Führungskräften abverlangt. Neben dem fachlichen Wissen, um die Prozesse und Methodik im Labor, wird es notwendig sein Bestehendes in Frage zu stellen und nach neuen und besseren Lösungen zu suchen. Wichtig ist es dabei bereits während der Einrichtung des LIMS Potentiale zu erkennen und diese dann auch zu kommunizieren. Was zuerst einfach klingt ist während der Einrichtungsphase aber keine leichte Übung. Genau deswegen ist es wichtig ein LIMS vor Einrichtung und Verwendung ausgiebig auszuprobieren und Anforderungen zu erkennen. Mit der erfolgreichen Implementierung eines LIMS ist ein Projekt jedoch keinesfalls zu Ende, denn die sich ändernden Anforderungen seitens der regulierenden Stellen und Kunden bedürfen einer kontinuierlichen Anpassung des Systems. Auch technisch neue Anforderungen stellen Bewährtes immer wieder in Frage und fordern Änderungen am bestehenden System.

In den letzten Jahrzehnten hat sich die Welt des Projektmanagements im Bereich IT erheblich geändert. Früher waren eher ausführliche Projektpläne mit Pflichten- und Lastenhefterstellung üblich. Die Erstellung hat mitunter zahlreiche Monate in Anspruch genommen. Ein Abgleich auf Seiten des LIMS Anbieters war dann auch mit erheblichen Kosten verbunden. Zunehmend wird heute auf agile Methoden zurückgegriffen, wobei ein Workshop der Schilderung aller bereits integrierten Funktionen eines LIMS dient und Anpassungen im Anschluss dann mittels eines Kanban- Boards unterjährig im Projekt bearbeitet und gelenkt werden. Dadurch können erhebliche Kosten in der Projektanbahnungsphase vermieden und im Projekt durch direkten Austausch zumeist auch besser erfasst werden. Denn bei der Umsetzung von Anforderungen ist es nicht selten, dass es anders kommt als vorab geplant.

Einrichtung eines LIMS

Die Einrichtung beginnt mit technischen Fragestellungen und grundlegenden Entscheidungen. Wird eine On-Premise Installation bevorzugt oder eher doch eine Cloud Variante. Sollte eine On-Premise Installation bevorzugt werden, sind die Anforderungen des LIMS Anbieters mit der IT des Unternehmens abzugleichen. Bei Schnittstellen muss im Vorfeld Kontakt zu den Herstellern anderer Softwareprodukte aufgenommen werden. Sind die technischen Voraussetzungen geklärt und abgestimmt kann die Konfiguration des Systems beginnen. Damit bei der sensiblen Stammdatenerfassung nichts schief gehen kann, sollten auch bereits alle Mitarbeiter geschult worden sein. Eine Begleitung und kontinuierliche Unterstützung seitens des Anbieters sind sinnvoll für einen schnellen Erfolg und Einrichtung. Sind alle Vorarbeiten abgeschlossen folgt der Testbetrieb, der sich der Validierung aller eingerichteten Prozesse im Labor widmet und etwaige Fehler oder Einschränkungen auffinden soll. Anhand von Fallstudien werden auf diese Weise alle relevanten Vorgänge im Labor im LIMS durchgespielt und getestet. Wenn alles reibungslos funktioniert steht dem Routinebetrieb nichts mehr im Weg.

Der Technologiewandel zur Jahrtausendwende

Im Gegensatz zu klassischen Desktopanwendungen, welche in den 80er und 90er Jahren den Markt dominierten, hat sich nach der Jahrtausendwende der Trend hin zu Software as a Service (SaaS) Systemen entwickelt. Durch die immer leistungsstärkeren Browser und eine Vielzahl neuer Webtechnologien wurde es möglich Software nicht mehr als Datei auf dem lokalen Rechner auszuführen zu müssen, sondern bequem über den Browser aufzurufen. Dadurch wurde die Hauptrechenleistung auf Server verlagert und ermöglichte somit auch den Einsatz von Thin-Client Computern. Diese haben im Zuge der mobilen Datenerfassung in den 90er Jahren gerade Einzug in den Markt gehalten, jedoch zu diesem Zeitpunkt nur über geringe Rechenleistung verfügt. Heutzutage haben mobile Endgeräte Rechenleistungen die den Computern ebenbürtig sind, gerade durch diese Evolution sind auch aufwändigere und besonders benutzerfreundliche Bedienoberflächen möglich geworden. Moderne Tablet PCs und Handys haben neben der hohen Rechenleistung auch zusätzlich Komponenten zur Gesichtserkennung, Ortung per GPS und leistungsstarke Modems zur Datenübertragung. All das macht mobile Systeme zu den perfekten Werkzeugen im Labor und auch für Kunden zur barrierefreien Kommunikation mit dem Dienstleister.

Open Source Initiativen

Waren in den 80er und 90er Jahren zumeist proprietäre Technologien zur Entwicklung von Software im Einsatz, so haben sich mittlerweile zahlreiche Open Source Alternativen entwickelt, die den klassischen Umgebungen in nichts nachstehen und zum Teil sogar überlegen sind. So wurden proprietäre Datenbanksysteme von Microsoft, Oracle oder IBM zunehmend von Open Source Alternativen wie MariaDB, MySQL oder PostgreSQL ergänzt. Auch kostenpflichtige Entwicklungsumgebungen und Programmiersprachen wurden durch freie ersetzt, wie z.B. PHP, Python oder Perl. Darüber hinaus wurde die Programmierung von Webanwendungen durch Frameworks zunehmend komfortabler und im Funktionsumfang und Bedienbarkeit den Desktop-Anwendungen immer ähnlicher. Internetseiten die vormals reine Darstellung von Informationen waren sind heutzutage Anwendungen mit vielseitigen Funktionen.

Besonders interessant ist, dass Open Source Software sich zunehmend nicht nur im Konsumentenbereich durchsetzt, sondern auch in beruflichen Anwendungen Einsatz findet. Wer kennt schon nicht Android, das mobile Betriebssystem von Google oder LibreOffice, die Bürosoftware. Im beruflichen setzen Content Managementsysteme wie WordPress, TYPO3 oder Plone bereits Standards, aber wie sieht es denn mit einem LIMS aus?

Open Source LIMS

Begibt man sich im Internet auf die Suche nach Open Source LIMS Projekten wird man schnell fündig, es ist jedoch nicht einfach aus der Vielzahl von Angeboten ein geeignetes System zu identifizieren. Wesentlich für die Auswahl eines Open Source Projekts ist eine sorgfältige Analyse der verwendeten Technologien. Was nutzt ein hervorragendes LIMS wenn es bereits nach wenigen Jahren keinen Support mehr gibt, etwa weil verwendete Technologien nicht weiterentwickelt werden.

Die Wahl eines geeigneten Open Source LIMS sollte folglich immer unter Beachtung einer modernen Systemarchitektur, einem professionellen Support und verlässlicher Pflege des Systems stattfinden. In Europa und insbesondere im deutschsprachigen Raum ist das Projekt SENAITE hervorzuheben. SENAITE ist ein konsequent browserbasiertes LIMS mit einem modernen, benutzerfreundlichen Design und einer wegweisenden Systemarchitektur.

SENAITE basiert auf dem Open Source Content Management System (CMS) Plone, welches wiederrum auf dem Open Source Anwendungsserver ZOPE basiert. Beide Systeme haben sich Jahrzehnte bewährt und werden von tausenden Entwicklern weltweit unterstützt. Auf Grund der besonders hohen Sicherheitsstandards und ausgezeichneten Skalierbarkeit wird Plone von bekannten Unternehmen und Institutionen eingesetzt, wie z.B. dem Federal Bureau of Investigation (FB)), der Central Intelligence Agency (CIA), NASA Science, Novell, eBay oder Google. Besondere Merkmale von Plone sind neben den hervorragenden Sicherheitsmerkmalen die umfangreichen Möglichkeiten das System durch Add-On zu erweitern sowie die integrierte Internationalisierung und Barrierefreiheit. Auf Grund der vielfältig integrierten Schnittstellen lässt sich das System nahtlos in komplexe Unternehmensumgebungen integrieren, so z.B. mit Anbindung an ERP, CRM oder LDAP/AD Systeme. Die Frameworks von Plone sind dazu geeignet eigene Inhaltstypen und Arbeitsabläufe und den Lebenszyklus von Inhalten zu steuern, also perfekt geeignet für die individuelle Anpassung an den Kundenbedarf.

SENAITE baut genau hier auf und verwendet die bereitgestellten Technologien von Plone und ZOPE, um die LIMS Funktionalität seinerseits bereitzustellen. Sicherheit, Anpassungsfähigkeit an die individuellen Prozesse des Kunden und die Flexibilität zur Anbindung an Unternehmenssoftware sind das Ergebnis der konsequenten Ausrichtung an ausgereiften Open Source Technologien und dem Einfallsreichtum tausender Entwickler weltweit.

Die meisten LIMS sind auf einen besonderen Zweck hin optimiert, das typische Einsatzgebiet ist jedoch der probenbezogene Auftrag in der Qualitätskontrolle, bei Service- und Umweltlaboren oder in der Lebensmittelüberwachung. Kennzeichnend für diese Systeme ist, dass Aufträge an eine Probe gebunden sind und nicht wie bei Entwicklungslaboren oder Pharmaunternehmen an Projekte oder Studien. LIMS im klinisch-chemischen Bereich sind prinzipiell auch probenbezogene Systeme, jedoch besteht hier der Bezug zum Patienten im Vordergrund.

Auswahl und Vorteile von Open Source

Die Auswahl des LIMS sollte sich also an den besonderen Anforderungen orientieren, eine Abdeckung aller Funktionen ist selten möglich und auch nicht immer sinnvoll. So findet z.B. die Abrechnung von Leistungen häufig nicht durch das LIMS statt, sondern erfolgt mittels einer Schnittstelle zum Enterprise Ressource Planning (ERP) System. Gleiches gilt für das Projektmanagement oder Studien im regulierten Umfeld, Proben fallen hier Auftragsbezogen an und Messdaten werden dann im Verlauf weiterverwendet. Ganz der Redewendung folgend “Schuster bleib bei deinen Leisten” sollte bei Spezialanforderungen bevorzugt Software von Unternehmen mit entsprechendem fachlichem Schwerpunkt eingesetzt werden. Eine sinnenhafte und einfache Nutzerführung erhöht dabei in der Regel die Akzeptanz bei den Mitarbeitern. Eine Verbindung von Systemen mit uni- und bidirektionalen Schnittstellen ist in der Regel immer möglich.

Gerade in Bezug auf die Anpassungsfähigkeit und Individualisierung sind Open Source Projekte besonders geeignet. Genau hier spielt auch SENAITE seine Stärken aus und kann nahezu unbegrenzt individualisiert werden. Durch moderne Verwaltungsmethoden des Quellcodes und modularen Aufbau gelingt es auch bei einer Vielzahl von Anpassung updatefähig zu bleiben. Dadurch verlängert sich der Lebenszyklus eines LIMS erheblich.

Zusammenfassend kann man sagen, dass heutzutage Open Source LIMS proprietären Systemen in nichts nachstehen, sondern ganz im Gegenteil Potentiale in der Anpassungsfähigkeit bieten die wegweisend sind. Auf Grund des Open Source Konzepts ist die Vielfältigkeit und Anpassungsfähigkeit, vor allem in Zusammenarbeit mit Fremdfirmen, unschätzbar wertvoll. Das bestehende System kann beliebig integriert und erweitert werden, um den Bedürfnissen des Kunden in bester Weise gerecht zu werden.

Werde noch heute Teil der Open Source Initiative und verschaffe dir den Markvorteil den die erfolgreichsten Unternehmen der Welt wie z.B. Google mit ihrem Produkt Android bereits schon heute haben.

Was dich erwartet

Die Einführung eines LIMS bedarf der grundlegenden Vorbildung aller Interessenten. Insbesondere die Projektleitung muss die richtigen Entscheidungen treffen, den geeigneten Anbieter identifizieren und Projekthindernisse frühzeitig erkennen. Fortbildungen mit praxisnahen Grundlagenwissen und der Möglichkeit die Einrichtung am LIMS zu erleben, kombiniert wertvolle und tiefe Einblicke, um schnell und effizient LIMS Implementierung abzuschließen.

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