当前，智能技术不断进步，已经为社会各行各业带来了巨大的变革，提升了社会整体运行效率，降低了社会成本。尤为突出的是服务业场景，以电子商务、移动支付、社交网络等为代表发展迅速，诞生了一批经典案例。在工业场景中，智慧制造、无人工厂也在快速发展。在实验室专业领域，智能化应用也成为大家关注的话题。
实验室智能化的难点主要在于以下几点：
01-种类繁多
涉及到多个专业领域，在不同细分行业差异性较大，即使同一业务类型的实验室，工艺流程也不一致；
02-工艺复杂
实验室的操作工艺往往比较复杂，工艺流程上涉及的物品等资源种类繁多；
03-流程易变
因很多实验室进行探索性的工作，必然要涉及实验流程的不断改变；
04-个性化特征突出
实验室在自行发展过程中，基于自身的资源、环境和业务，逐渐会独立发展出自身的一些个性化特征。这四个特征，总的来说，就是实验室的复杂度高，对于智能化实验室的实现带来的挑战较大，边际成本高。
针对上述难点，我们采取了两方面的应对策略：
01-类型定位
针对实验室的种类和工艺类型进行了边界细分，准确定位，建立相对一致和简洁的流程类别，以克服实验室种类不同和工艺流程不同导致的智能化技术路线多样化的问题，降低智能化的复杂维度；
02-抽取共性
将流程易变和个性化内容剥离，抽取其中共性强的内容，进行模块化开发。流程易变和个性化内容再专门进行定制化开发，如此降低智能化的边际成本。经过类型定位和共性抽取后，结合智能化“数据流”和“物流”的两流要素，及实验室“人机料法环’五要素进行整合，形成两流五要素架构。
以两流为基，我们将智能化实验室分为两个代际：
01-一代智慧化实验室
将实验室人机料法环五大要素进行数据监测，和整合，形成集中化的大脑管理和控制，以实现数据流基础上的智慧化，并且进行独立模块化设计，各模块间通过总台进行数据关联，互相之间去关联，从而使流程简约化。
02-二代无人化”黑灯”实验室
在智慧化实验室基础上，主要整合机料环法四大要素，整合自动化和人工智能技术，以仪器研发为技术核心，以方法为路线，以样本和试剂耗材智能化物流为对象，最终实现无人化实验室。
以国内某疾控中心智能化项目为案例介绍，其以生物安全实验室为类型边界，进行了工艺梳理标化；并抽取共性，划定模块，基于两流五要素，集中精力开发第一代智慧实验室，并为第二代无人实验室做储备。
01-建设内容
1.1开发生物安全智慧实验室管理系统
通过物联网技术在生物安全柜上的集成创新应用，并结合智慧管理系统软件开发，创建了生物安全实验室智慧管理平台，实现生物安全实验室和生物安全柜有机的结合，保证整个实验室和生物安全柜的高效协同管理，提升实验室和生物安全柜的整体防护能力；并将实验室相关设备统一纳入到人员安全、样本安全以及环境安全的整体管理体系，实现生物安全实验室全流程跟踪和管理，通过门禁管理、登录权限、标识信息、设备联网、使用记录、实验操作记录以及维护保养记录，提升实验室的整体生物安全防护水平。
开发手机APP及电脑软件，人员可以远程监控实验室的运行状态。可通过生物安全实验室整体安全防控智慧管理平台查看实验室的运行情况，显示并记录包括生物安全柜在内的各设备的运行状态和报警值，能够遥控预约紫外灯、过氧化氢对生物安全柜内部进行消毒处理，并且当实验室和设备运行状态偏离正常水平时，能够及时提醒，提前进行处理，保护操作人员的安全。
1.2.围绕生物安全实验室场景拓展
生物安全实验室方案配备物联低温冰箱、物联生物安全柜、物联二氧化碳培养箱、物联恒温恒湿箱，物联冷冻离心机等物联网生物安全设备，所有设备运行信息实时监测上传，设备需要维保时及时进行提醒，并采用大数据、区块链技术，获取用户使用习惯，及时对产品进行产品升级。
02-创新技术分析
2.1技术先进性和创新性
智慧实验室管理创新场景平台，主要的技术领先性在于创新的将实验室生物安全场景的人机料法环五个方面做全面的智慧化管理，基于物联平台打造的智慧硬件提供实验室基础数据的收集，基于SaaS打造的轻量级业务应用提供实验室的业务高速运转。
技术创新性主要包括：
2.1.1
针对实验室仪器的智慧化管理，通过先进的物联网技术，实时将设备的数据上传；其次设备数据通过无线形式上传云平台，摆脱之前485,232等有线通讯方式；基于NB-IOT开发的物联网技术平台，可以同时支持大量设备并发；
2.1.2
设备全生命周期的管理，运用云眼智慧实验室管理软件＋智慧硬件的方案实现设备的全寿命周期管，现在的设备管理大多停留在设备台账层面，设备的台账多数为纸质记录，这种管理方式效率低，且极易出现失误，比如设备在设备报修环节，传统方式是首先使用者记录设备状态，设备可收集整理报修记录，然后统一通知厂家维修，整过简单的过程，可能会浪费15个工作日，效率极低；如果出现漏保等情况，导致设备出现重大事故，也是有可能。我们云眼智慧实验室管理系统可以有效的解决上面的问题，首先设备端的智慧硬件支持一键报修，当设备出现问题时，使用者直接一键报警，只需5秒云眼智慧实验室平台就能收到报警信息，然后根据设置，可以将该条信息及时的推送给设备管理员或者厂家售后；整过过程不超过30秒，由此可见，通过云眼智慧实验室管理软件＋智慧硬件的方案可以大大提高设备管理水平和管理效率；还可以设置重要事件提醒，做到不遗漏，不失误；
2.1.3
医疗行业领先的大数据平台，基于SaaS部署的体验云，可以很好的对检测的数据进行整合和报表。大数据平台采用微服务架构，分布式部署方案，与传统单体架构相比，具有以下优势：
➤支持水平扩展，随着业务需求量增大，可以通过增加集群规模来提高平台性能，适用更大规模的应用场景；
➤提高系统容错性，一个节点出现问题可以有其他节点提供服务支持；
➤提高了开发和发布速度，因为软件服务模块被拆分，开发和发布都可以并行；
2.1.4
语音技术通过创新的整合方式，与实验室业务紧密结合；通过APP可以实时转录用户语音成文字，支持离线唤醒，并且可以语音控制APP进行下一步操作，完全不用纸去记录实验数据，这样的好处是可以避免交叉感染，避免纸质数据丢失；提高记录效率。
*文章转自《未来实验室学苑》，已进行部分修改
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