當(dāng)前，智能技術(shù)不斷進(jìn)步，已經(jīng)為社會(huì)各行各業(yè)帶來(lái)了巨大的變革，提升了社會(huì)整體運(yùn)行效率，降低了社會(huì)成本。尤為突出的是服務(wù)業(yè)場(chǎng)景，以電子商務(wù)、移動(dòng)支付、社交網(wǎng)絡(luò)等為代表發(fā)展迅速，誕生了一批經(jīng)典案例。在工業(yè)場(chǎng)景中，智慧制造、無(wú)人工廠(chǎng)也在快速發(fā)展。在實(shí)驗(yàn)室專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域，智能化應(yīng)用也成為大家關(guān)注的話(huà)題。
實(shí)驗(yàn)室智能化的難點(diǎn)主要在于以下幾點(diǎn)：
01-種類(lèi)繁多
涉及到多個(gè)專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域，在不同細(xì)分行業(yè)差異性較大，即使同一業(yè)務(wù)類(lèi)型的實(shí)驗(yàn)室，工藝流程也不一致；
02-工藝復(fù)雜
實(shí)驗(yàn)室的操作工藝往往比較復(fù)雜，工藝流程上涉及的物品等資源種類(lèi)繁多；
03-流程易變
因很多實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行探索性的工作，必然要涉及實(shí)驗(yàn)流程的不斷改變；
04-個(gè)性化特征突出
實(shí)驗(yàn)室在自行發(fā)展過(guò)程中，基于自身的資源、環(huán)境和業(yè)務(wù)，逐漸會(huì)獨(dú)立發(fā)展出自身的一些個(gè)性化特征。這四個(gè)特征，總的來(lái)說(shuō)，就是實(shí)驗(yàn)室的復(fù)雜度高，對(duì)于智能化實(shí)驗(yàn)室的實(shí)現(xiàn)帶來(lái)的挑戰(zhàn)較大，邊際成本高。
針對(duì)上述難點(diǎn)，我們采取了兩方面的應(yīng)對(duì)策略：
01-類(lèi)型定位
針對(duì)實(shí)驗(yàn)室的種類(lèi)和工藝類(lèi)型進(jìn)行了邊界細(xì)分，準(zhǔn)確定位，建立相對(duì)一致和簡(jiǎn)潔的流程類(lèi)別，以克服實(shí)驗(yàn)室種類(lèi)不同和工藝流程不同導(dǎo)致的智能化技術(shù)路線(xiàn)多樣化的問(wèn)題，降低智能化的復(fù)雜維度；
02-抽取共性
將流程易變和個(gè)性化內(nèi)容剝離，抽取其中共性強(qiáng)的內(nèi)容，進(jìn)行模塊化開(kāi)發(fā)。流程易變和個(gè)性化內(nèi)容再專(zhuān)門(mén)進(jìn)行定制化開(kāi)發(fā)，如此降低智能化的邊際成本。經(jīng)過(guò)類(lèi)型定位和共性抽取后，結(jié)合智能化“數(shù)據(jù)流”和“物流”的兩流要素，及實(shí)驗(yàn)室“人機(jī)料法環(huán)’五要素進(jìn)行整合，形成兩流五要素架構(gòu)。
以?xún)闪鳛榛?，我們將智能化?shí)驗(yàn)室分為兩個(gè)代際：
01-一代智慧化實(shí)驗(yàn)室
將實(shí)驗(yàn)室人機(jī)料法環(huán)五大要素進(jìn)行數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)，和整合，形成集中化的大腦管理和控制，以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)流基礎(chǔ)上的智慧化，并且進(jìn)行獨(dú)立模塊化設(shè)計(jì)，各模塊間通過(guò)總臺(tái)進(jìn)行數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)，互相之間去關(guān)聯(lián)，從而使流程簡(jiǎn)約化。
02-二代無(wú)人化”黑燈”實(shí)驗(yàn)室
在智慧化實(shí)驗(yàn)室基礎(chǔ)上，主要整合機(jī)料環(huán)法四大要素，整合自動(dòng)化和人工智能技術(shù)，以?xún)x器研發(fā)為技術(shù)核心，以方法為路線(xiàn)，以樣本和試劑耗材智能化物流為對(duì)象，最終實(shí)現(xiàn)無(wú)人化實(shí)驗(yàn)室。
以國(guó)內(nèi)某疾控中心智能化項(xiàng)目為案例介紹，其以生物安全實(shí)驗(yàn)室為類(lèi)型邊界，進(jìn)行了工藝梳理標(biāo)化；并抽取共性，劃定模塊，基于兩流五要素，集中精力開(kāi)發(fā)第一代智慧實(shí)驗(yàn)室，并為第二代無(wú)人實(shí)驗(yàn)室做儲(chǔ)備。
01-建設(shè)內(nèi)容
1.1開(kāi)發(fā)生物安全智慧實(shí)驗(yàn)室管理系統(tǒng)
通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在生物安全柜上的集成創(chuàng)新應(yīng)用，并結(jié)合智慧管理系統(tǒng)軟件開(kāi)發(fā)，創(chuàng)建了生物安全實(shí)驗(yàn)室智慧管理平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)生物安全實(shí)驗(yàn)室和生物安全柜有機(jī)的結(jié)合，保證整個(gè)實(shí)驗(yàn)室和生物安全柜的高效協(xié)同管理，提升實(shí)驗(yàn)室和生物安全柜的整體防護(hù)能力；并將實(shí)驗(yàn)室相關(guān)設(shè)備統(tǒng)一納入到人員安全、樣本安全以及環(huán)境安全的整體管理體系，實(shí)現(xiàn)生物安全實(shí)驗(yàn)室全流程跟蹤和管理，通過(guò)門(mén)禁管理、登錄權(quán)限、標(biāo)識(shí)信息、設(shè)備聯(lián)網(wǎng)、使用記錄、實(shí)驗(yàn)操作記錄以及維護(hù)保養(yǎng)記錄，提升實(shí)驗(yàn)室的整體生物安全防護(hù)水平。
開(kāi)發(fā)手機(jī)APP及電腦軟件，人員可以遠(yuǎn)程監(jiān)控實(shí)驗(yàn)室的運(yùn)行狀態(tài)?？赏ㄟ^(guò)生物安全實(shí)驗(yàn)室整體安全防控智慧管理平臺(tái)查看實(shí)驗(yàn)室的運(yùn)行情況，顯示并記錄包括生物安全柜在內(nèi)的各設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)和報(bào)警值，能夠遙控預(yù)約紫外燈、過(guò)氧化氫對(duì)生物安全柜內(nèi)部進(jìn)行消毒處理，并且當(dāng)實(shí)驗(yàn)室和設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)偏離正常水平時(shí)，能夠及時(shí)提醒，提前進(jìn)行處理，保護(hù)操作人員的安全。
1.2.圍繞生物安全實(shí)驗(yàn)室場(chǎng)景拓展
生物安全實(shí)驗(yàn)室方案配備物聯(lián)低溫冰箱、物聯(lián)生物安全柜、物聯(lián)二氧化碳培養(yǎng)箱、物聯(lián)恒溫恒濕箱，物聯(lián)冷凍離心機(jī)等物聯(lián)網(wǎng)生物安全設(shè)備，所有設(shè)備運(yùn)行信息實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)上傳，設(shè)備需要維保時(shí)及時(shí)進(jìn)行提醒，并采用大數(shù)據(jù)、區(qū)塊鏈技術(shù)，獲取用戶(hù)使用習(xí)慣，及時(shí)對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行產(chǎn)品升級(jí)。
02-創(chuàng)新技術(shù)分析
2.1技術(shù)先進(jìn)性和創(chuàng)新性
智慧實(shí)驗(yàn)室管理創(chuàng)新場(chǎng)景平臺(tái)，主要的技術(shù)領(lǐng)先性在于創(chuàng)新的將實(shí)驗(yàn)室生物安全場(chǎng)景的人機(jī)料法環(huán)五個(gè)方面做全面的智慧化管理，基于物聯(lián)平臺(tái)打造的智慧硬件提供實(shí)驗(yàn)室基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的收集，基于SaaS打造的輕量級(jí)業(yè)務(wù)應(yīng)用提供實(shí)驗(yàn)室的業(yè)務(wù)高速運(yùn)轉(zhuǎn)。
技術(shù)創(chuàng)新性主要包括：
2.1.1
針對(duì)實(shí)驗(yàn)室儀器的智慧化管理，通過(guò)先進(jìn)的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，實(shí)時(shí)將設(shè)備的數(shù)據(jù)上傳；其次設(shè)備數(shù)據(jù)通過(guò)無(wú)線(xiàn)形式上傳云平臺(tái)，擺脫之前485,232等有線(xiàn)通訊方式；基于NB-IOT開(kāi)發(fā)的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)平臺(tái)，可以同時(shí)支持大量設(shè)備并發(fā)；
2.1.2
設(shè)備全生命周期的管理，運(yùn)用云眼智慧實(shí)驗(yàn)室管理軟件＋智慧硬件的方案實(shí)現(xiàn)設(shè)備的全壽命周期管，現(xiàn)在的設(shè)備管理大多停留在設(shè)備臺(tái)賬層面，設(shè)備的臺(tái)賬多數(shù)為紙質(zhì)記錄，這種管理方式效率低，且極易出現(xiàn)失誤，比如設(shè)備在設(shè)備報(bào)修環(huán)節(jié)，傳統(tǒng)方式是首先使用者記錄設(shè)備狀態(tài)，設(shè)備可收集整理報(bào)修記錄，然后統(tǒng)一通知廠(chǎng)家維修，整過(guò)簡(jiǎn)單的過(guò)程，可能會(huì)浪費(fèi)15個(gè)工作日，效率極低；如果出現(xiàn)漏保等情況，導(dǎo)致設(shè)備出現(xiàn)重大事故，也是有可能。我們?cè)蒲壑腔蹖?shí)驗(yàn)室管理系統(tǒng)可以有效的解決上面的問(wèn)題，首先設(shè)備端的智慧硬件支持一鍵報(bào)修，當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，使用者直接一鍵報(bào)警，只需5秒云眼智慧實(shí)驗(yàn)室平臺(tái)就能收到報(bào)警信息，然后根據(jù)設(shè)置，可以將該條信息及時(shí)的推送給設(shè)備管理員或者廠(chǎng)家售后；整過(guò)過(guò)程不超過(guò)30秒，由此可見(jiàn)，通過(guò)云眼智慧實(shí)驗(yàn)室管理軟件＋智慧硬件的方案可以大大提高設(shè)備管理水平和管理效率；還可以設(shè)置重要事件提醒，做到不遺漏，不失誤；
2.1.3
醫(yī)療行業(yè)領(lǐng)先的大數(shù)據(jù)平臺(tái)，基于SaaS部署的體驗(yàn)云，可以很好的對(duì)檢測(cè)的數(shù)據(jù)進(jìn)行整合和報(bào)表。大數(shù)據(jù)平臺(tái)采用微服務(wù)架構(gòu)，分布式部署方案，與傳統(tǒng)單體架構(gòu)相比，具有以下優(yōu)勢(shì)：
?支持水平擴(kuò)展，隨著業(yè)務(wù)需求量增大，可以通過(guò)增加集群規(guī)模來(lái)提高平臺(tái)性能，適用更大規(guī)模的應(yīng)用場(chǎng)景；
?提高系統(tǒng)容錯(cuò)性，一個(gè)節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)問(wèn)題可以有其他節(jié)點(diǎn)提供服務(wù)支持；
?提高了開(kāi)發(fā)和發(fā)布速度，因?yàn)檐浖?wù)模塊被拆分，開(kāi)發(fā)和發(fā)布都可以并行；
2.1.4
語(yǔ)音技術(shù)通過(guò)創(chuàng)新的整合方式，與實(shí)驗(yàn)室業(yè)務(wù)緊密結(jié)合；通過(guò)APP可以實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)錄用戶(hù)語(yǔ)音成文字，支持離線(xiàn)喚醒，并且可以語(yǔ)音控制APP進(jìn)行下一步操作，完全不用紙去記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，這樣的好處是可以避免交叉感染，避免紙質(zhì)數(shù)據(jù)丟失；提高記錄效率。
*文章轉(zhuǎn)自《未來(lái)實(shí)驗(yàn)室學(xué)苑》，已進(jìn)行部分修改
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