数字化转型，数据中台建立，暗数据挖掘，看行业尖端实验室怎么做

安捷伦视界

2021.2.22

作者安捷伦

TA的动态

导读
本文我们从分析实验室的视角，探讨基于Agilent OpenLab技术平台，利用数字化思维来改善实验室数据安全和效率，互联和决策。

实验室发展趋势

自动化、信息化驱动创新

在谈及实验室发展方向时，大家都会谈到自动化，比如通过机器人、扫码器等技术替代手动操作和数据录入。自动化不仅提高准确性和重复性，大大增加实验通量，还能加速经验知识的累积。

2020 年 Nature 杂志的一篇封面文章^[1]，使用人工智能AI机器人化学家 8 天时间完成 668 个实验，并研发出了一种全新催化剂，充分展现了自动化、信息化技术驱动创新的潜力。

图 1. 自动化设备在分析、合成实验室中的应用。

数字化转型是企业发展方向

在上述这些物理世界的自动化背后还有一种看不见的自动化，那就是数据的自动流动，比如各自动化操作步骤的触发、不同环节数据在不同软件间的传递等。自动化和信息化是数字化转型的基础。数据的自动流动，依靠的是信息化建设，相当于在虚拟世界构筑真实世界的数字映射。

从企业整体的角度看，数字化转型是发展的方向。客户需求、经营管理、产品设计、工艺设计、生产制造、产品测试各环节产生的数据，在环节间有序流动，形成一个个闭环，以应对外部环境不确定性变化，提高资源配置决策的效率。

分析实验室数字化转型现状

企业数字化转型需要具备与之相适应的能力结构；破除部门间、信息系统间的隔阂，形成互联互通，以赋能业务加速创新转型。

根据企业内部、生态范围数据互联互通的程度，数字化可分为不同的发展阶段。发展阶段的进阶就是一步步解决全局优化的需求和数据碎片化供给的矛盾的过程；系统的集成沿着点、线、面、体、系统、大系统扩展的过程。

图 2. 数字化转型水平^[2]

分析实验室是重要支持性部门，与公司内部、外部供应链、法规监管都密切关联。产品的研发、工艺的确定、原料评估、过程控制、产品质控，都与检测实验室密切相关；分析实验室绝对是企业数字化中的一个重要节点。

目前多数企业的数字化仍处于初、中级水平。分析实验室的数字化水平亦如此，但这不妨碍我们用互联、数字驱动决策等思维，来思考现有实验室面临的挑战，并着手改善，为未来准备。

分析实验室如何克服数字化转型挑战？

Agilent OpenLab 实验室信息化解决方案涵盖了从样品管理-仪器控制/数据采集-数据分析-报告-数据管理的全流程方案。基于 Agilent OpenLab 平台的应用开发，可为我们拥抱数字化提供诸多便利。

实验室挑战 1：互联

数字化的优势通过互联实现。现在的实验室与其他部门间存在信息的隔阂；甚至实验室内部，还存在多类型/品牌仪器、多信息化系统产生的多源异构数据在线交换障碍。实验室“信息中台”是应对这些挑战的方法。

面临困境：流程管理与数据管理的集成

传统软件与 LIMS 接口方案采用的是以共享文件夹的方式来进行两个系统数据之间的交换。即软件将产生的报告文件，通过 PDF 打印机或直接保存到服务器上指定的共享文件夹，再由LIMS定时去检测这个共享文件夹，读取报告文件，解析并保存到LIMS数据库。这个过程不仅费时费力，而且还存在数据被篡改的风险。

应对方案：实验室“数据中台”建立

Agilent OpenLab 平台 ECM XT/DET——实验室“数据中台”，实现数据汇聚整合、提炼、服务，解决上述挑战。

Agilent OpenLab 平台的 ECM XT 提供集成的中心化解决方案，可以统一管理各种格式的数据，安捷伦和其他供应商的仪器产生的数据。
DET 通过内部 API 直接从 ECM XT Server 中获取报告数据，并以LIMS方便读取的表结构与LIMS进行互联，这样不用担心数据篡改风险，非常的安全高效。
另外，通过 Sample Scheduler Add-on 或 SDK，可以实现更高级的 LIMS-CDS 系统自动化整合，实现色谱或质谱（单杆）系统的自动监控、调度、运行以及数据交换。

图 3. OpenLab DET 实现仪器数据与 LIMS 系统的合规、安全、高效对接

实施效果：

安捷伦现已与国内龙头制药企业、石化项目、第三方检测合作，部署了 OpenLab ECM XT/DET，通过 LIMS 与 ECM XT 数据的交互，实现了完善的流程管理和数据管理。

实验室挑战 2：“暗数据”

数字化视数据为生产要素、资源。孤立的数据提供的价值极少，例如孤立的各个数据元素（如样品重量、仪器设备的理论寿命、实验室技术人员的绩效指标）是无用的。通过整合、比较和对比多个数据元素得以创建信息（如目标化合物的含量、仪器设备的开机时间、实验人员的工作量）。然而，它仍然无法回答诸如样品是否符合法规要求或一个实验室的运营效率优于另一个实验室等重要问题。对信息的充分利用和挖掘，可以创造知识甚至智慧，能够在多个层面上指导做出更好的决策。