Daniela Jansen 達(dá)索系統(tǒng) BIOVIA 產(chǎn)品營(yíng)銷總監(jiān)

多年來(lái)，“未來(lái)實(shí)驗(yàn)室”、“實(shí)驗(yàn)室 4.0”、“智慧實(shí)驗(yàn)室”或“21世紀(jì)實(shí)驗(yàn)室”始終是實(shí)驗(yàn)室信息學(xué)界熱議的話題。如今，21世紀(jì)已經(jīng)過(guò)去兩個(gè)十年，實(shí)驗(yàn)室信息系統(tǒng)發(fā)生了什么變化？

實(shí)驗(yàn)室工作流程已實(shí)現(xiàn)紙質(zhì)化向無(wú)紙化的轉(zhuǎn)變，部分實(shí)驗(yàn)室已全面采用數(shù)字工作流程，初步建立數(shù)字實(shí)驗(yàn)環(huán)境。然而，這些舉措遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，21世紀(jì)實(shí)驗(yàn)室應(yīng)當(dāng)更具革新性。實(shí)驗(yàn)室需要實(shí)現(xiàn)真正的數(shù)字化，即利用數(shù)字技術(shù)改變業(yè)務(wù)模式。

要實(shí)現(xiàn)數(shù)字化，乃至數(shù)字化的實(shí)驗(yàn)室操作，關(guān)鍵是實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通，為新的工作方式奠定基礎(chǔ)。

新興技術(shù)，包括云計(jì)算、數(shù)據(jù)湖、實(shí)驗(yàn)室物聯(lián)網(wǎng)、人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)、虛擬和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)、語(yǔ)音控制等，是否有助于構(gòu)建21世紀(jì)實(shí)驗(yàn)室？它們是否能提供價(jià)值？只有實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通，組織機(jī)構(gòu)才能利用這些前沿技術(shù)，對(duì)實(shí)驗(yàn)室科學(xué)家的工作體驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)室的生產(chǎn)力和科學(xué)數(shù)據(jù)的重新利用產(chǎn)生切實(shí)影響。

互聯(lián)互通

實(shí)驗(yàn)室中最基本的互聯(lián)互通是數(shù)據(jù)生成工具（如儀器或用于采集/輸入數(shù)據(jù)的任何應(yīng)用程序）和數(shù)據(jù)使用工具之間的連通。這些工具能夠幫助科研人員創(chuàng)建報(bào)告和文檔，生成分析和數(shù)據(jù)報(bào)表，以及安全、長(zhǎng)久地存儲(chǔ)實(shí)驗(yàn)室中生成的大量寶貴數(shù)據(jù)。

然而，實(shí)驗(yàn)室操作遠(yuǎn)不止此，互聯(lián)互通的范圍必須更加廣泛。管理樣品和化學(xué)品以及設(shè)備和人員的各系統(tǒng)之間應(yīng)當(dāng)互相連通，方法開發(fā)和執(zhí)行、樣品和實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備以及分析、報(bào)告和決策等過(guò)程之間也應(yīng)當(dāng)互相連通。此外，實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)和組織的業(yè)務(wù)系統(tǒng)（如企業(yè)資源規(guī)劃(ERP)系統(tǒng)）之間應(yīng)當(dāng)能夠雙向通信。所有這些要素的整合看似復(fù)雜，但成效卓著。

技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)化

實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通需要什么？基礎(chǔ)設(shè)施的建立是基礎(chǔ)。基礎(chǔ)設(shè)施應(yīng)當(dāng)基于平臺(tái)以便提供所需的基本支持，應(yīng)當(dāng)支持云端操作以確保以較低的所有權(quán)總成本(TCO)實(shí)現(xiàn)敏捷、協(xié)作的工作方式，并且應(yīng)當(dāng)能夠利用數(shù)據(jù)湖以確保多種不同數(shù)據(jù)類型的長(zhǎng)期存儲(chǔ)。然而，光憑技術(shù)是不夠的，關(guān)鍵還需標(biāo)準(zhǔn)化，且必須考慮到標(biāo)準(zhǔn)化的多個(gè)方面。

其中一個(gè)重要方面是實(shí)際數(shù)據(jù)格式和標(biāo)準(zhǔn)化框架。標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)格式必須是與供應(yīng)商和技術(shù)無(wú)關(guān)的規(guī)范格式，能夠用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)和科學(xué)環(huán)境元數(shù)據(jù)，并支持?jǐn)?shù)據(jù)的長(zhǎng)期和實(shí)時(shí)訪問(wèn)。分類和（詞匯）本體的標(biāo)準(zhǔn)化能夠在有關(guān)物料、設(shè)備、過(guò)程、結(jié)果和屬性的科學(xué)環(huán)境元數(shù)據(jù)中實(shí)現(xiàn)對(duì)詞匯和關(guān)系的控制。預(yù)競(jìng)知識(shí)合作聯(lián)盟，如Allotrope、Pistoia Alliance，的工作成果能夠提供幫助。

此外，實(shí)驗(yàn)室應(yīng)當(dāng)確保其科學(xué)數(shù)據(jù)符合FAIR原則（可查找、可訪問(wèn)、可互操作、可重復(fù)利用）。FAIR數(shù)據(jù)原則是技術(shù)實(shí)施支持的指導(dǎo)原則。符合FAIR原則的數(shù)據(jù)更易搜尋、組合和整合，具有更高的價(jià)值。

互聯(lián)互通的價(jià)值

●?在人員與系統(tǒng)之間實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)流和信息流的縱向和橫向流動(dòng)

●?有助于消除數(shù)據(jù)孤島和部門間的工作脫節(jié)

●?支持物料特性鑒定、配方、過(guò)程開發(fā)、穩(wěn)定性研究或批次發(fā)行等過(guò)程的無(wú)縫連接

●?實(shí)驗(yàn)室生產(chǎn)力提高40%

●?確保數(shù)據(jù)完整性，提高數(shù)據(jù)質(zhì)量

●?推動(dòng)全球范圍內(nèi)的協(xié)作和數(shù)據(jù)共享

●?允許新興先進(jìn)技術(shù)和設(shè)備的集成

●?實(shí)時(shí)實(shí)現(xiàn)基于數(shù)據(jù)和知識(shí)的決策

●?創(chuàng)造革新式的用戶體驗(yàn)

互聯(lián)互通+

如果更進(jìn)一步呢？設(shè)想以下場(chǎng)景：

●?我們與建模和模擬方面的專家實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通，從而能利用虛擬測(cè)試來(lái)替代現(xiàn)實(shí)測(cè)試，而不必在內(nèi)部建立相應(yīng)的專業(yè)部門；

●?我們與內(nèi)部或外部的其他實(shí)驗(yàn)室實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通，從而能以前所未有的方式優(yōu)化實(shí)驗(yàn)室的工作安排，消除整個(gè)組織的測(cè)試瓶頸。

更深入的互聯(lián)互通將提高各部門實(shí)驗(yàn)室的生產(chǎn)力，對(duì)整個(gè)價(jià)值鏈中的工作提供更深刻的見解，在復(fù)雜的商業(yè)環(huán)境中成功推動(dòng)創(chuàng)新。