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Automatisierung trifft auf Biotechnologie - die Initiative ELSA

Um die Automatisierung in der Biotechnologie voranzubringen, sind intensive Kooperationen mit den ingenieurgetriebenen Branchen gefragt. Die Clusterinitiative der BioRegio STERN Management GmbH will Kooperationen zwischen den besagten Branchen fördern.Wie es um die Zusammenarbeit aktuell bestellt ist und wie die Partner ihre kooperative Zukunft sehen, zeigt eine Studie im Rahmen des ELSA-Projekts der BioRegion STERN.

Der Name ist Programm: ELSA steht für „Engineering - Life Sciences - Automation" und bezeichnet eine Clusterinitiative der BioRegio STERN Management GmbH, mit der Kooperationen zwischen den besagten Branchen gefördert werden. Dadurch soll die Automatisierung in der Biotechnologie vorangebracht werden, um speziell den Unternehmen der Region einen Wettbewerbsvorteil für die globalen Märkte der Zukunft zu verschaffen. Einige erfolgreiche Beispiele wiesen bereits im Vorfeld von ELSA den Weg. Eines davon ist die Curetis AG. Das Unternehmen ist auf Molekulardiagnostik spezialisiert und hat mit ingenieurgetriebenen Partnerunternehmen eine automatisierte Produktionsstätte für die Massenfertigung von Kartuschen zur DNA-Analyse entwickelt. Die BioRegio STERN Management GmbH hat die Kooperation von Anfang an mit begleitet.

„Curetis war auf der Suche nach Partnern, die das Equipment für das Diagnosesystem herstellen können. Wir haben dabei geholfen, entsprechende Kontakte herzustellen", sagt ELSA-Projektleiterin Dr. Kathrin Ballesteros. Die dabei gewonnenen Erfahrungen und zahlreiche Gespräche mit anderen Life-Science-Unternehmen, die an der Schwelle zur Groß- oder gar Massenproduktion stehen, zeigten den Handlungsbedarf. „Daraus ist die Idee zu ELSA entstanden. Wir wollten das größer aufziehen und nicht nur in Einzelfällen Unterstützung leisten", so Ballesteros. Die Clusterinitiative startete im September 2011 und wird vom Ministerium für Finanzen und Wirtschaft Baden-Württemberg mit 200.000 Euro aus Mitteln des Europäischen Fonds für regionale Entwicklung gefördert. Kooperationspartner sind das Landesnetzwerk Mechatronik e.V., das Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA, das Kompetenznetzwerk Medical Valley Hechingen und die Wirtschaftsförderung Region Stuttgart GmbH (WRS). „Sie unterstützen uns bei Kontakten und Veranstaltungen. Speziell bei der ELSA-Studie haben die Partner an der Konzeption der Befragung mitgewirkt und Studienteilnehmer vermittelt", so Ballesteros.

Automatisierung - noch vereinzelt, bald Massenphänomen?

Die ELSA-Studie zeigt: Sowohl die Engineering- als auch die Biotech-Branche sind stark an Kooperationen interessiert, übergreifend steht vieles auf "grün" beim Thema Automatisierung in den Life Sciences. © Fotolia

Dass ELSA ausgerechnet in der BioRegion STERN entstand, ist kein Zufall, denn hier sind neben rund 1.000 ingenieurgetriebenen Unternehmen auch knapp 100 Biotech-Unternehmen angesiedelt - eine recht hohe Zahl für diese noch junge Branche. Wobei jung inzwischen relativ ist, wie Ballesteros erklärt: „Die Biotechnologie-Branche hat sich in den letzten Jahren deutlich weiterentwickelt. Wir haben es nicht mehr ausschließlich mit Start-ups zu tun, sondern auch mit reiferen Unternehmen, die einen zunehmenden Bedarf an Automatisierung haben." Wer branchenübergreifende Kooperationen anstoßen will, muss jedoch zunächst einmal wissen, in welchem Ausmaß und bei welchen Themen bereits zusammengearbeitet wird. Deshalb wurde im Rahmen des ELSA-Projekts eine große Studie gestartet, an der im Herbst 2012 insgesamt 131 Unternehmen aus den Life Sciences beziehungsweise aus den Branchen Engineering und Automation teilgenommen haben.

Die Unterteilung in Engineering und Automation ergab sich aus praktischen Gründen, wie Simone Schell, Trainee im ELSA-Clustermanagement, erklärt: „Der klassische Maschinenbau umfasst nicht unbedingt auch die Bereiche Elektro- und Steuerungstechnik. Wenn der Steuerungsaspekt hinzu kommt, sind wir bei der Automation. Im Bereich Engineering hingegen werden Maschinen, Anlagen und Produktionsstraßen geplant und entworfen, aber nicht unbedingt gebaut. Außerdem hat das Engineering viel mit der Weiterentwicklung von Prototypen für den Maschinen- und Anlagenbau zu tun." Insgesamt 57 Prozent der befragten Unternehmen stammen aus dem Engineering und der Automation, Life-Science-Unternehmen waren mit 43 Prozent vertreten.

Studie zeigt Status quo und Handlungsspielräume

Die Studie macht klar, was die Life-Science-Unternehmen überhaupt zur Automatisierung motiviert. „Die Rückmeldungen der Unternehmen zeigen, dass die Reproduzierbarkeit sowohl bei Produkten als auch bei Dienstleistungen ein sehr wichtiger Faktor ist", sagt Ballesteros, und Schell ergänzt: „Gerade bei Produkten, die am Menschen eingesetzt werden, spielen Qualität, Validierung und Standardisierung eine große Rolle. Ohne Automatisierung muss im Zuge der Nachweisbarkeit jeder Handgriff dokumentiert werden. Das funktioniert zwar, ist aber extrem aufwendig". Genau hier liegt das Problem, denn der Markt wächst und es sollen immer mehr Produkte hergestellt werden. „Irgendwann kommt der Punkt, an dem dieses Vorgehen nicht mehr bezahlbar ist. Das heißt, es geht bei Automatisierung immer auch um Kosteneffizienz", sagt Ballesteros. Weitere Motive sind die Arbeitssicherheit - Mitarbeiter sollen möglichst vor gesundheitsgefährdenden Substanzen, aber auch vor Lärm geschützt werden - und die Arbeitszeit. „Schichtarbeit kann nicht nur belastend sein, sondern ist auch teuer. Eine automatisierte Anlage kann jedoch mit wenig Personalaufwand durchgehend betrieben werden", so Schell.

Die Biotechnologie profitiert enorm von automatisierten Prozessen, durch die viele Schritte parallelisiert und dadurch erheblich beschleunigt werden können. © Fotolia

Den Weg zur Automatisierung in den Life Sciences sehen die befragten Unternehmen beider Branchen ähnlich: Kooperationen sollen flexibel und ausschließlich projektabhängig sein, feste und langfristige Bindungen, etwa in Form von Joint Ventures, werden nicht angestrebt. Auch hinsichtlich der Erfolgsfaktoren und Hindernisse bei der Anbahnung von Kooperationen herrscht Einklang. Eine der größten Hürden für Kooperationen ist die unterschiedliche Herangehensweise in der Produktentwicklung. Der Automatisierungspartner muss sich zum Beispiel damit auseinandersetzen, dass sich manche Prozessschritte nicht einfach automatisieren lassen, wenn mit lebender Materie umgegangen wird. Hier wäre es natürlich hilfreich, bei der Entwicklung von vornherein die Automatisierung im Kopf zu haben. „Dafür würden wir gerne in der Biotech-Branche ein stärkeres Bewusstsein schaffen. Insgesamt ist es für beide Partner wichtig zu wissen, welche Bedürfnisse die jeweils andere Branche hat", sagt Ballesteros.

Kooperationswille steht außer Frage

Diesem Ziel dienen in einem ersten Schritt ELSA-Info-Veranstaltungen. Hier wird für Unternehmen aus Engineering und Automation definiert, was die Biotechnologie ausmacht und es gibt Praxisbeispiele von Biotech-Firmen, die den Weg zur Automatisierung bereits gegangen sind. In einem weiteren Schritt sollen Seminare und Workshops angeboten werden, in denen Biotech-Unternehmen vorstellen, was sie wollen und Unternehmen aus Engineering und Automation erklären, was sie können. Daraus sollen sich dann, so die Hoffnung des ELSA-Teams, Ansätze für konkrete Kooperationsprojekte mit dem Ziel der Automatisierung in den Life Sciences entwickeln.

Die Veranstaltungen zur Präsentation der Studie trafen jedenfalls auf großes Interesse: Der erste Termin auf dem Stuttgarter Fernsehturm war so schnell ausgebucht, dass eine zweite Präsentation auf der Messe Stuttgart organisiert wurde. Insgesamt 130 Gäste aus beiden Branchen nahmen an den beiden Events teil, was für die immerhin regionale Veranstaltung ein beträchtlicher Erfolg ist. Die Ergebnisse der Studie sind natürlich auch anderweitig zugänglich: Sie wurden in einer Broschüre zusammengefasst, die bei der BioRegio STERN Management GmbH kostenfrei angefordert werden kann und über das Internet zum Download bereitsteht (siehe Logo rechts oben).

Die Präsentation der ELSA-Studie auf dem Stuttgarter Fernsehturm fand so großes Interesse, dass eine Folgeveranstaltung organisiert wurde. Die Redner waren (v.l.n.r.): Dr. Kathrin Ballesteros Katemann, BioRegio STERN Management GmbH, Dr. Martin Winter, Cetics Healthcare Technologies GmbH, Simone Schell, BioRegio STERN Management GmbH, Barbara Hoffbauer, Kepos GmbH, Andreas Traube, Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung, Sabrina Lamberth, Fraunhofer-Institut für Arbeitswirtschaft und Organisation IAO, Günther Leßnerkraus, Ministerialdirigent im Ministerium für Finanzen und Wirtschaft Baden-Württemberg. © BioRegio STERN

Zukunftsvision: Automatisierung neu denken

Nach der kooperativen Zukunft in Sachen Automatisierung befragt, wagt Ballesteros den Ausblick in Richtung Spezialisierung: „Ich denke, es wird spezielle Automatisierungsfirmen geben mit einem festen Kundenstamm an Life-Science-Unternehmen. So wird es möglich, wirtschaftliche Lösungen anzubieten. Es dürften sich einige Unternehmen herauskristallisieren, die dann als Ansprechpartner für die Biotech-Branche fungieren." Für die fernere Zukunft sieht sie größere Veränderungen in der Produktionsweise. Dabei kämen die Hersteller zum Beispiel weg von der Produktion in Reinräumen. „Ich könnte mir vorstellen, dass es da komplett neue Dinge gibt, zum Beispiel miniaturisierte Reinräume, die in Produktionsstraßen integriert werden, und dass man nicht wie heute Anlagen in Klimaschränke setzt, sondern klimatisierte Bereiche um Anlagenteile herum konstruiert."

Allgemein sieht sie bei der Automatisierung in den Life Sciences weniger den Trend zu immer schnelleren Prozessen, sondern den zur Parallelisierung von Abläufen. „Allein schon deshalb, weil viele Substanzen, die in der Biotechnologie verwendet werden, beschleunigte Prozesse schlecht vertragen. Außerdem geht es in der Branche grundsätzlich um hochwertige Produkte, die sich nicht im Centbereich bewegen. Das Ziel wird vielleicht sein, nur wenige Produkte pro Monat automatisiert herzustellen, aber diese könnten dann durchaus einen Stückpreis von mehreren Tausend Euro haben."

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