数字化转型的三步走计划

近年来，数字化和自动化迅速提高了实验室的效率和质量，推动了实验室的数字化转型之旅。先进的软件和硬件技术正在被许多部门采用，实验室不断采用新的仪器和方法进行数据采集，并实施数字系统以简化工作流程。

自动化科学的优势是很多的，从提高吞吐量水平，简化工作流程，最大限度地减少人为错误，提高数据质量，完整性和可重复性。自动化可以发生在任何层面，从简单的任务，如校准硬件系统，到复杂的、多部分的实验室生态系统的编排。先进的数字解决方案，如数据管理和分析软件，以及自动化硬件，如机器人，只是现代实验室用来加速科学进步的工具的一些例子，这是它们不断进化的一部分。
埃森哲(Accenture)最近的一项调查证实了数字化转型战略的重要性，该调查发现，尽管93%的首席科学官知道转型迫在眉睫，但只有20%的人认为已经为这种创新做好了准备。因此，即使对预期的行业颠覆有很高的认识，为什么如此大比例的资深科学家会经历数字转型的进入障碍?雷电竞网址
最大的问题之一是在实现过程中可能会中断工作流。虽然改变工作场所的做法确实具有挑战性，但有经过验证的逐步流程可以支持实验室进行这种数字化转型。这些工作计划取决于像实验室信息管理系统(LIMS)这样的解决方案。LIMS通过集成连接端到端工作流的仪器，自动存储和跟踪数据，并通过维护计划等功能帮助提高生产力，在数字化转型中发挥着关键作用。从本质上讲，LIMS是一个数字科学工作台，自动化硬件和智能系统可以围绕它工作。
在本文中，我们讨论了数字解决方案在驱动自动化中的重要性，以及实验室可以采取的步骤来推进其数字化转型之旅。这包括连接的重要性，以及这如何促进自动化的端到端工作流程和高级分析，使科学家能够以其他方式无法实现的方式分析数据。雷电竞网址

数字系统:自动化的先锋

自动化科学通常被认为是建立在三个基本支柱上的:
1.物理自动化。这涉及所有具有自动化能力的设备和硬件，包括自动化高通量筛选设备和机器人样本处理器等工具。
2.数据基础设施。数字解决方案创建了一个基础设施，将仪器与基于云的技术和集中式数据库连接起来，允许从多个计算系统、智能手机和平板电脑访问它们。LIMS和电子实验室笔记本(eln)是专用的软件连接工具，能够生成标准化的、可共享的数据，并最终为自动化基础设施提供数字骨干。此外，数字系统可以通过自动订购试剂和耗材等功能进一步提高自动化程度。
3.人工智能(AI)。高级软件使用深度学习等数据科学方法来分析大量数据，并生成为预测科学和智能工作流提供信息的见解。一旦获得足够的数据，人工智能就可以推动发现，将科学推向新的水平。
虽然数字基础设施本身是支柱之一，但数字解决方案在将所有三个支柱连接在一起方面也发挥着关键作用，通过集成连接端到端工作流程的仪器，帮助实现科学自动化。它们是物理自动化设备、用户和高级分析方法之间的重要链接，自动存储和跟踪数据，并有助于提高生产力。
特别是，Thermo Scientific SampleManager LIMS等系统，通过支持实验室更好地连接仪器和数据，并组织样本和相关信息，帮助组织提高自动化程度，并最终实现数字化转型。LIMS软件可以管理分析仪器的标准操作流程，并自动收集大量高质量的实验和操作数据，安全地存储这些数据，以便手动或通过深度学习算法进行分析。通过改善连接，使数据更容易访问和共享，LIMS软件提供了对流程的更高可见性和控制，并提高了自动化、协作和智能数据分析的能力。
内置的数据设置还确保以有组织的方式编译和存储实验和操作数据，使其可追溯、可审计并符合法规。此外，操作数据的收集意味着LIMS可以实时监控实验室系统，并使更多流程自动化，例如试剂库存监控和订购，仪器校准，以及在仪器需要维护时进行标记。
总的来说，数字解决方案使科学家们能够减少在琐碎任务上花费的时间，并有更多的时间雷电竞网址利用他们的专业技能。当这些系统被实现时，将创建一个用于构建智能工作流的平台。

数字化转型的三个阶段

但是，实验室如何达到这个改变游戏规则的数字转型阶段呢?每个实验室的过渡过程都是不同的，旨在集成软件和硬件系统的项目经常会遇到挑战。例如，项目可以看到延迟、高成本，并且经常导致断开的用户体验和不一致的审计跟踪。为了避免这种情况，可以根据实验室的目标、资源和预算系统地进行实验室变更。虽然组织和实验室之间的具体情况可能有所不同，但要实现成功的转换，有三个关键步骤:
1.连接所有
数字化转型的关键第一步。它从连接实验室中的一切开始，包括仪器、耗材、人员、工作流程和数据。使用信息学工具，如LIMS和ELN，实验室可以建立一个数字科学工作站，其中数据可查找、可访问、可互操作和可重用(FAIR)[2]。除了在所有流程中推动数据完整性外，LIMS还可用于连接分析仪器和其他系统，如全球制造业务。通过整合组织的各个方面，从研究到制造等，组织可以获得更全面的运营视图，并实现更高的过程控制。
2.自动化端到端工作流
下一步是实现自动化仪器和工作流程，并将这些系统连接到数字实验室。实验室自动化旨在最大限度地提高吞吐量，标准化和可重复性。通过减少人工任务，自动化系统减少了操作时间，并最大限度地减少了潜在的人为错误。如果实施得当，相互连接的自动化仪器还能使实验室灵活地扩大规模。实验室可以从标准的旅程开始，比如自动化简单的仪器和在工作站上互连台式仪器。然后，这可以扩展到一个更大的变革过程，集成和自动化多个仪器平台和实验，形成端到端连接的工作流程。
3.利用高级分析
最后，将自动化的物理和数字平台与电子商务和数据分析等工具和服务集成起来，构建一个智能生态系统，为科学家提供预测支持。雷电竞网址对于高级数据分析，这依赖于人工智能(AI)来分析各种自动化解决方案创建的所有数据。例如，机器学习算法可以从数据中产生有意义的见解，而深度学习算法可以进一步从数据中生成更抽象的信息。输入的数据越多，识别的趋势就越多，这意味着人工智能可以用于简化运营流程并推动发现。但是，您需要放入正确的数据以获得准确的结果，这就是为什么有效的数据管理和数据完整性如此重要。

通往数字化转型的途径

许多实验室将数字化转型视为推动创新和实现更快、更安全的生产路线的重要途径，但也对这种转型感到准备不足，并发现克服成功实施的障碍具有挑战性。
虽然每个实验室的数字化转型过程都是不同的，但根据它们的目标、范围和预算，使用这三个阶段的共同元素可以改造任何实验室。通过连接实验室管道提高生产率可以加快科学产出。一个强大的信息学基础设施，包括LIMS和ELN等工具，可以成为自动化单个或更大的仪器网络的基础。最后，在连接工作流程和提高自动化程度的步骤实施之后，实验室可以开始考虑实施智能分析系统，使科学家能够充分利用数据的潜力，并揭示否则不会被发现的见解。雷电竞网址

参考文献

1.颠覆不一定是谜，埃森哲，2018年2月[https://www.accenture.com/us-en/insight-leading-new-disruptability-index]
2.公平原则，走向公平，[https://www.go-fair.org/fair-principles/]