Automação e gestão de laboratórios industriais



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Labsoft



Automação e gestão de laboratórios industriais
Georgio Raphaelli do Nascimento

Cali – Labsoft Ltda



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1 - Introdução
Em função do aumento das exigências de qualidade os laboratórios industriais vêem-se diante do paradoxo de realizar cada vez mais análises, em maior quantidade de produtos e matérias-primas, com menores limites de detecção, em menor tempo com equipes cada vez mais enxutas.
Dentro da atual situação torna-se necessária a automação dos processos do laboratório para garantirmos a qualidade, produtividade, tempo de resposta sem incrementos na equipe, mantendo baixo o custo do laboratório. Este caminho da automação a indústria já experimentou em seus processos produtivos, provando ser uma das mais consistentes trilhas para atingir novos patamares de qualidade, produtividade e baixos custos operacionais.
A utilização de softwares específicos para laboratórios, integrado ao sistema corporativo é hoje tendência mundial visto o não atendimento das peculiaridades dos laboratórios de controle da qualidade por sistemas tipo ERP, MES, PIMS, etc. Sistemas especialistas integrados oferecem excelentes resultados a curto e médio prazo, garantindo o gerenciamento adequado das informações tanto em nível corporativo como laboratorial.


2 - O que é automação de laboratórios?
É a Implementação de recursos tecnológicos para reduzir tempos, custos envolvidos e a incidência de erros em processos repetitivos e complexos, com o objetivo de incrementar a produtividade e a qualidade.
Automação e gestão de laboratórios abrangem muitas tecnologias e metodologias, podendo variar desde a simples utilização de planilhas de Excel para facilitar o cálculo de resultados até a utilização de equipamentos de análises integrados ao software de gestão de laboratórios para lançar os dados das análises automaticamente no sistema e ganhar assim produtividade e qualidade nos resultados. Os sistemas podem ainda fazer a análise crítica dos resultados automaticamente de acordo com regras pré-estabelecidas, emitir avisos via e-mail de análises pendentes, resultados fora de especificação, controlar planos de amostragem e coletas de amostras pendentes, entre outras facilidades.
Hoje, com as técnicas de desenvolvimento e recursos tecnológicos existentes, podemos dar asas a nossa imaginação tendo, porém, como principal limitador à relação custo x benefício deste tipo de aplicação para que tenhamos o retorno de investimento adequado.


3 – Porque automatizar laboratórios?
Atualmente o aumento das exigências de qualidade, maior número de amostras e análises, tolerâncias cada vez mais apertadas, menor tempo de resposta exigido para a tomada de decisão no processo e equipes cada vez mais enxutas torna impraticável a gestão das atividades do laboratório em sistemas baseados em papel.
Processos de automação bem conduzidos garantem incrementos de qualidade e produtividade nas operações do dia a dia do laboratório, levando a menores tempos de resposta, maior confiabilidade e segurança nos resultados gerados, mantendo a equipe e custos reduzidos.


4 - O que são sistemas LIMS?
Softwares LIMS (Laboratory Information Management System) ou Sistema de Gestão de Informações Laboratoriais são softwares especializados no gerenciamento de laboratórios e que tem como principais funcionalidades o registro do recebimento de amostras e atribuição dos ensaios ou análises a serem realizadas, registro e revisão dos resultados encontrados, emissão de relatórios ou laudos de análises e geração de relatórios gerenciais em geral.
Normalmente o sistema contempla toda a gestão do ciclo de vida das amostras a serem analisadas, aquisição de dados e processamento dos resultados analíticos, integração e intercâmbio de dados entre diversas análises e/ou equipamentos de forma automática ou manual.
Auxilia na tomada de decisões através da comparação com os limites de especificação e controle de cada tipo de amostra (produto ou matérias-primas), permite a revisão e liberação automática dos resultados das amostras, emissão de relatórios e laudos técnicos, integração com o sistema corporativo da empresa para a liberação dos lotes de matérias-primas à produção e de produtos para o mercado, etc.


4.1 - Quais são os principais recursos de sistemas LIMS digitais?
As principais funcionalidades de um software para automação e gestão de laboratórios estão no controle do ciclo de vida das amostras dentro do laboratório, processamento dos resultados analíticos, emissões de relatórios e laudos analíticos, porém existem dezenas de outros recursos aplicáveis a determinadas realidades para proporcionar ganhos de tempo e qualidade.
4.1.1 - Principais áreas de sistemas LIMS:
4.1.1.1 – Registro e recebimento de amostras

Área do software na qual se identifica a amostra atribuindo-a as análises a realizar, bem como outras informações necessárias para a vida da amostra e sua rastreabilidade.


4.1.1.2 – Análises e Resultados

Área do sistema que permite a entrada de dados das análises e vínculo das demais informações relacionadas a uma análise de determinada amostra, como por exemplo: Insumos e reagentes utilizados, equipamentos utilizados, valores parciais, observações, etc.

Esta área deve possibilitar a visualização dos dados e resultados de uma ou mais análises de uma ou mais amostras.
4.1.1.3 – Consulta de resultados e emissão de relatórios e laudos

Área do sistema destinada à consulta de resultados e emissão de relatórios e laudos analíticos a partir de modelos pré-definidos.


4.1.1.4 – Outros recursos importantes


  • Controle de acesso de usuários com definição da forma de acesso (leitura, escrita) e controle da qualificação dos analistas permitindo a definição de quais métodos de análise determinado usuário está qualificado a trabalhar;

  • Emissão de etiquetas para identificação das amostras (simples ou códigos de barra com ou sem informações de conservação, parâmetros a analisar, etc.);

  • Cadastro dos tipos de amostras (produtos ou matérias-primas e matrizes) e definição dos parâmetros analisados e dos limites de especificação e controle;

  • Controle de coleta e de periodicidade de coletas de amostras especiais;

  • Controle de descarte de amostras;

  • Cadastro de equipamentos e instrumentos do laboratório e gerenciamento metrológico (calibração e manutenção);

  • Cadastro de métodos de análises pelo próprio usuário sem a utilização de linguagens de programação, onde podem ser definidos quais são os dados de entrada de um determinado método e qual é a lógica ou equação que define o resultado de determinado parâmetro;

  • Controle do estoque, validade e custos dos lotes de insumos do laboratório;

  • Possibilidade de integração com outros sistemas através de interfaces de comunicação serial ou troca de arquivos para permitir a coleta de dados automática;

  • Possibilidade de geração de diversos tipos de relatórios e gráficos a partir de consultas ao banco de dados;

  • Demais necessidades de controle do seu laboratório. Evite ter dados relacionados com as amostras ou análises, isolados em outro software ou mídia, pois cedo ou tarde você precisará consolidar certas informações e isto dificultará tal processo.


5 - Principais aplicações
Praticamente todos os laboratórios podem se beneficiar dos recursos de sistemas LIMS, porém os tipos de laboratórios onde sistemas LIMS oferecem os melhores resultados são aqueles em que o processo de análise é padronizado ou viável de sê-lo.
Isto acontece em qualquer área da automação, pois processos não padronizados requerem que o sistema de automação trate demasiado número de exceções fazendo com que a complexidade e o custo da solução aumentem significativamente, muitas vezes inviabilizando o projeto do ponto de vista do retorno de investimento.
Como exemplos onde sistemas LIMS padrão tipicamente não oferecem excelentes resultados são aqueles laboratórios que se têm análises completamente subjetivas e onde o resultado não tem um conjunto de respostas pré-definido ou onde não exista um método pré-estabelecido. Ensaios e estudos aonde a realização do ensaio vai sendo criada de acordo com a demanda de cada amostra. Normalmente com resultados completamente distintos uns dos outros, relatórios com textos, figuras, tabelas e outros recursos que não podem ser pré-estabelecidos e não tem ordem ou padrão.
A maioria dos laboratórios pode ser automatizado através de sistemas LIMS padrão, desde que possuam determinado nível de flexibilidade para adequarem-se as nuances de cada realidade, tipo de indústria ou tipo de amostras (matrizes) trabalhadas. Como exemplos típicos podem-se citar os laboratórios de análises nas áreas de:


  • Alimentos e bebidas;

  • Fármacos e cosméticos;

  • Química e petroquímica;

  • Mineração e metalurgia;

  • Mecânica e eletro-eletrônico;

  • Saneamento e meio ambiente;

  • Toxicologia e análises clínicas;

  • Entre outras.


6 - Quais os principais benefícios?
Dentre os principais benefícios que podem ser citados, estão:


  • Controle automático de planos de amostragem e registro de amostras periódicas;

  • Redução drástica dos registros manuais em papel e do tempo de busca de informações, fazendo com que todos os dados estejam agrupados ao número de cada amostra e “a poucos cliques de distância”;

  • Aquisição de dados de forma manual ou automática através da comunicação com equipamentos e outros sistemas, bem como cálculo automático dos resultados, possibilitando assim a eliminação das etapas de transcrição de resultados e cálculo manual e suas conseqüentes fontes de erro;

  • Geração de pareceres automáticos para os parâmetros e amostras através da comparação com os limites de especificação e controle de cada tipo da amostra, permitindo, no caso de amostras fora de especificação, o envio de avisos via e-mail, mensagens de texto, etc., de forma completamente automática, agilizando assim a tomada de decisão e minimizando os impactos no processo e produtos;

  • Controle total dos insumos e do estoque de laboratório (características, validade e quantidades em estoque, custos, produção de soluções, etc.) e equipamentos e instrumentos do laboratório (calibração, manutenção e intervenções);

  • Facilidade na adequação do laboratório às normas, regulamentações aplicáveis e disposições como NBR ISO/IEC 17025, FDA, ANVISA, EPA, GLPs, etc.;

  • Aumento da integração do laboratório as demais áreas da empresa, diminuindo o tempo na troca de informações e correção do processo, bem como agilizando e facilitando a liberação dos lotes de matéria-prima para produção e produtos para o mercado;

  • Facilidade de investigação de desvios e tendências de processo, geração de dados estatísticos e visualização histórica dos resultados das matérias-primas e produtos;

  • Emissão e envio de relatórios ou laudos de forma completamente eletrônica, contribuindo para a redução de custos, diminuição do tempo na entrega de resultados e garantindo comodidade ao cliente do laboratório que não precisa ter arquivos e armários para armazenar os resultados e poderá, muito mais rapidamente localizar determinados resultados e distribuir aos interessados em formatos PDF.


7 - Desenvolvimento interno ou compra? Vantagens e desvantagens
Esta dúvida entra em questão em diversos laboratórios após a decisão de investir em tecnologia da informação para agilizar processos e reduzir custos operacionais.
Normalmente as hipóteses para informatizar o laboratório, são:


  1. Alguém do laboratório que “entende de computador” desenvolverá um programa;




  1. Contratar um programador;




  1. Contratar uma empresa que desenvolve softwares (software-houses);




  1. Contratar uma empresa especializada no desenvolvimento de softwares para laboratórios.

Sobre as hipóteses:




  1. Última opção, em um primeiro instante pode parecer econômico, podemos pensar é “provisório”, mas acaba sendo o provisório para sempre e isto acaba sendo mais caro, porque tolhe seu laboratório de processos mais enxutos e otimizados. Pode-se fazer a comparação com a ter um analista de sistemas ou programador realizando análises químicas ou identificando compostos presentes em um cromatograma;



  1. Penúltima opção, neste caso o grande ponto é confiar em uma única pessoa à produção e manutenção do sistema informatizado que gerenciará os principais processos de um laboratório durante anos. Como fica a continuidade no caso desta pessoa não estar mais presente, encontrar um trabalho mais rentável, mudar de área, etc. (Coisas da vida!);



  1. Pode até ser que dê certo, mas normalmente o CTP (Custo Total de Propriedade ou TCO do Inglês) e o risco são maiores. Neste caso, já estamos lidando com profissionais que sabem o que fazem, porém não detêm conhecimento específico da área laboratorial, experiência no mercado e tantos outros atributos importantes a fim de maximizar o retorno de investimento ou até mesmo garantir o sucesso do investimento na empreitada;



  1. Esta é com certeza a melhor hipótese. Neste caso, trata-se com especialistas no assunto, você não vai ficar explicando o que é uma titulação, como se faz uma curva de calibração, quais os requisitos das normas aplicáveis devem ser atendidos, entre outras coisas muito mais difíceis de explicar. Além disso, neste caso a empresa atende dezenas e talvez, centenas de clientes e por isso o CTP tende a ser menor, pois o custo de desenvolvimento e manutenção das versões do software não é pago apenas por um único laboratório.

Não são poucos os argumentos que justificam a hipótese 4, como sendo a de melhor custo x benefício, mesmo que esta não pareça em um primeiro momento.


Podemos até pensar que “software é software”, mas o que é realmente importante, não é o software em si e sim os conhecimentos, processos, otimizações e experiência que traz dentro do seu código fonte, coisas que são produzidas, testadas e otimizadas ao longo de anos de investimento em pesquisa e desenvolvimento, experiências, percalços, etc.
Software não passa de conhecimento otimizado e encapsulado para receber, armazenar, processar e gerar resultados. E, enquanto conhecimento tem suas relações mantidas. Imaginemos uma excelente e sólida empresa de desenvolvimento de softwares contábeis e administrativos desenvolvendo softwares para laboratório, ou ainda, uma excelente empresa de automação de supermercados e padarias, automatizando seu laboratório. Imagine a probabilidade de ser um processo com sucesso, dentro do prazo e custo previsto.
Faça uma avaliação criteriosa da relação custo x benefício, levando em conta todo o investimento de tempo, dinheiro e outros recursos. Lembre-se o barato, pode sair caro!
8 - Conclusões

Dezenas e dezenas de laboratórios comprovam cada vez mais que sistemas tipo LIMS podem revolucionar a forma de trabalho e não são poucos os que fazem declarações parecidas com: “Não imagino o retorno ao sistema de trabalho antigo...”, “O sistema otimizou meu processo e nos fez enxergar pontos de otimização que antes não era possível detectar...”, entre outras.


Por outro lado, também não são poucos os exemplos de aventuras em automação de laboratórios que produzem sistemas “engessados”, não adequados às normas, e outras limitações que não resistem às primeiras mudanças de cenário. Além disso, não raros os exemplos de sistemas que levam anos para serem concluídos com custos e investimentos acima do esperado, isto quando são concluídos e não abandonados no meio do caminho após significativos investimentos de tempo e dinheiro.
Os benefícios são muitos, porém especificar, projetar e implantar um sistema LIMS com sucesso requer conhecimento específico, experiência e bom senso para que tenhamos a relação custo X benefício adequada a cada tipo de aplicação e o mais breve retorno de investimento.


Softwares para Automação e Gestão de Laboratórios

Região Sul: (51) 476-6517 Grande SP: (11) 4546-2514 Interior SP: (19) 3497-3295



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