Biotechnologie

Biotechnologische Produktion im Industrie 4.0-Zeitalter – so funktioniert’s

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Auf diese Weise wurde eine sehr gute Vernetzung erreicht, die es der Leittechnik und den Geräten erlaubt, Informationen auszutauschen. Das wiederum war die Voraussetzung dafür, dass sich die Anlage sehr flexibel an die biologischen Vorgänge anpassen kann. Entscheidend ist hier vor allem das Wachstum der Zellen. Wachsen diese in den Zellkulturgefäßen heran, teilen sie sich nach und nach. Damit es im Gefäß nicht zu eng wird, muss der Pipettierroboter die Zellen von Zeit zu Zeit auf eine größere Anzahl frischer, leerer Zellkulturgefäße verteilen.

Das am IPT entwickelte Mikroskop überprüft hierzu in regelmäßigen Abständen die Wachstumsdichte in den Zellkulturgefäßen. Ist eine kritische Dichte erreicht, gibt das Mikroskop den Befehl, die Zellen zu versetzen. „Damit entscheidet das Produkt, also die wachsenden Stammzellen, über den Ablauf des Gesamtprozesses“, sagt Kulik. Oder anders: Die Produktion ist in der Lage, sich an den aktuellen Zustand anzupassen.

Dem Anwender der Anlage wird die Benutzung erleichtert, indem er auf einer Bedienoberfläche jedes einzelne Gerät über einen Knopf ansteuern kann. Um bei Bedarf die Prozessschritte der Anlage zu ergänzen oder zu verändern, genügt es, vorprogrammierte Befehlsbausteine in das Steuerungsmenü zu ziehen oder entsprechend daraus zu löschen. Je nach Wunsch können die Mitarbeiter die Anlage vollautomatisch oder im Handbetrieb fahren.

Die im Projekt Stem-Cell-Factory entwickelte Technologie lässt sich auch auf andere Anwendungen übertragen, etwa das Tissue-Engineering und damit die Produktion von Gewebemodellen. Möglich wäre auch die vollautomatisierte Fertigung von Zahnrädern, Schrauben, Motoren etc. Die Software ist skalierbar und eignet sich für kleinere und größere Produktionsanlagen. Da die Programmierung sehr flexibel ist, lässt sich die Steuerungstechnik auch auf jede andere Produktionsanlage übertragen, bei der eine adaptive Steuerung auf Basis aktueller Messdaten gefragt ist. Während der Hannover Messe können Besucher live sehen, wie die StemCellFactory aus der Ferne, konkret aus Bonn, gesteuert wird.

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