Die deutsche Chemieindustrie steht unter erheblichem Transformationsdruck. Neben volatilen Energiepreisen und regulatorischen Anforderungen rückt die operative Effizienz zunehmend in den Fokus der strategischen Unternehmensführung. Ein zentraler Hebel hierfür ist die Digitalisierung und Automatisierung von Prozessen, die bisher aufgrund ihrer Komplexität als kaum automatisierbar galten.
Der Chempark-Betreiber Currenta geht hier nun einen wegweisenden Schritt: Gemeinsam mit dem Dresdner Robotik-Software-Spezialisten Wandelbots und der Telekom-Sparte T-Systems hat das Unternehmen das Forschungsprojekt „Elara“ (Environmental Laboratory Automation and Robotics for Analytics) initiiert. Das Ziel ist ambitioniert: Die hochkomplexe und extrem variable Arbeit im Leverkusener Umweltlabor soll schrittweise an Roboter übertragen werden, um Prozesse zu beschleunigen und die Arbeitssicherheit zu erhöhen.
Der Flaschenhals der Varianz: Warum Labor-Automatisierung komplex ist
Während vollautomatisierte Abläufe in der klinischen Großanalytik – etwa bei standardisierten Blutuntersuchungen in riesigen Stückzahlen – längst Branchenstandard sind, stellt die Umweltanalytik in der Industrie eine völlig andere Herausforderung dar. Im Umweltlabor des Chemparks Leverkusen müssen täglich unterschiedlichste Proben in geringen Mengen mit ständig wechselnden Arbeitsschritten untersucht werden. Jede Probe erfordert eine spezifische Vorbereitung, oft unter Einsatz kritischer Substanzen.
Eine starre Automatisierungslösung scheidet bei solchen High-Variance-Low-Volume-Prozessen aus wirtschaftlichen und technischen Gründen aus. Hier setzt das Projekt „Elara“ an. Es soll demonstrieren, wie sich auch hochflexible, nicht-standardisierte Laborprozesse durch den intelligenten Einsatz von Robotik und Software dynamisch automatisieren lassen. Routineaufgaben wie das Pipettieren, Dosieren und die Probenvorbereitung sollen künftig standardmäßig von Maschinen übernommen werden.
Das Konsortium: Dreiklang aus Chemie-Expertise, Software und Cloud-Power
Für das Gelingen des Projekts bündeln drei Akteure ihre Kernkompetenzen:
- **Currenta** liefert als Betreiber des Chemparks das chemische und prozesstechnische Fachwissen. Das Unternehmen definiert die spezifischen Anforderungen des Laboralltags und stellt die physische Testumgebung bereit.
- **Wandelbots** bringt seine Expertise im Bereich der Robotik-Software ein. Die Technologie des sächsischen Scale-ups ermöglicht es, Roboterbewegungen herstellerunabhängig zu programmieren, zu steuern und vorab virtuell zu testen.
- **Deutsche Telekom (T-Systems)** stellt die notwendige IT-Infrastruktur zur Verfügung. Über die hochsichere „Industrial AI Cloud“ wird die enorme Rechenleistung bereitgestellt, die für die Echtzeit-Simulationen und die spätere Datenverarbeitung benötigt wird. Zudem sichert die Telekom den sensiblen Datenfluss ab, was gerade in der wettbewerbsintensiven Chemiebranche von kritischer Bedeutung ist.
Erst simulieren, dann investieren: Der Digitale Zwilling als Risikominimierer
Ein zentraler wirtschaftlicher Aspekt des Projekts ist das Prinzip „Simulation vor Realisation“. Bevor kostenintensive Hardware angeschafft und im realen Labor installiert wird, erfolgt die Abbildung sämtlicher Prozesse in einem sogenannten Digitalen Zwilling.
Mit der Software von Wandelbots wurden die komplexen Arbeitsabläufe des Umweltlabors bereits virtuell nachgebildet. In dieser Simulationsumgebung können die Bewegungsabläufe der Roboter getestet, Kollisionsrisiken minimiert und die Wirtschaftlichkeit des Setups präzise berechnet werden. Erst wenn der digitale Probelauf fehlerfrei und ökonomisch tragfähig ist, erfolgt der Transfer auf die physischen Roboter. Dieser Ansatz senkt die Investitionsrisiken (CAPEX) für den Laborbetreiber erheblich und verkürzt die Implementierungszeit drastisch.
Darüber hinaus ist das System lernfähig ausgelegt: Im späteren Realbetrieb sollen kontinuierlich Daten aus dem Labor in die Simulation zurückfließen, um die Prozesse über geschlossene Feedbackschleifen laufend zu optimieren.
Strategischer Mehrwert: Fachkräftemangel und Arbeitssicherheit im Fokus
Aus betriebswirtschaftlicher Sicht adressiert das Projekt zwei der drängendsten Probleme der deutschen Industrie: den Fachkräftemangel und die steigenden Anforderungen an den Arbeitsschutz.
Indem Roboter repetitive Routinearbeiten und das Handling von potenziell gefährlichen Substanzen übernehmen, sinkt das Expositionsrisiko für die Mitarbeiter im Labor drastisch. „Arbeitssicherheit steht klar im Fokus des Projekts“, betont das Currenta-Management.
Gleichzeitig werden hochqualifizierte Laborfachkräfte von monotonen Handgriffen entlastet. Sie gewinnen dadurch wertvolle Kapazitäten für wertschöpfende Tätigkeiten wie die Datenanalyse, die Interpretation komplexer Messergebnisse und die Beratung von Kunden. Dies erhöht nicht nur die Produktivität, sondern auch die Attraktivität der Arbeitsplätze in einem hart umkämpften Bewerbermarkt.
Ein Blueprint für die europäische Prozessindustrie?
Das Projekt „Elara“ ist mehr als nur eine lokale Effizienzmaßnahme im Chempark Leverkusen. Es hat Modellcharakter für die gesamte europäische Prozessindustrie. Wenn es gelingt, die hochflexible Umweltanalytik erfolgreich zu automatisieren, lässt sich dieses Konzept auf zahlreiche andere Industriebereiche übertragen – von der pharmazeutischen Entwicklung bis hin zur Qualitätsprüfung in der Lebensmitteltechnologie.
Für den Standort Deutschland, der im globalen Vergleich mit hohen operativen Kosten kämpft, sind derartige Innovationssprünge überlebenswichtig. Die Kooperation von Currenta, Wandelbots und der Telekom zeigt, dass die Digitalisierung der Schlüssel sein kann, um die Wettbewerbsfähigkeit der heimischen Industrie durch Technologieführerschaft und extreme Effizienzsteigerungen langfristig zu sichern.