浅析“物资自动管理”在实验室4个自动化阶段的作用

关于实验室自动化

狭义的实验室自动化是指实验数据的自动测量，实验室的仪器在这方面已经取得了一定的发展，许多手工的任务现在部分或完全被自动（或节省人力）的仪器取代，事实证明自动化改善实验室检测的效率和安全是有效的。

随着现代信息技术推动自动化发展成熟，自动物流、实验设备的联动控制、环境自动调节、自动检查等系统逐步催化，深刻地丰富了实验室自动化的领域，使其内涵进一步扩大，全实验室自动化（TotalLaboratory Automation，TLA）成为趋势。

全实验室自动化（TLA）按照流程组合的复杂性可以分为四个阶段：

没有自动化（所有流程独立）

部分自动化（形成“自动化小岛”）

单线自动化（形成整条流水线）

整体自动化（按计划执行任何实验工作）

物资自动管理是TLA的基本命题，以试剂耗材流转为代表的资源调度需求贯穿实验室发展四个阶段，在此，我们试着阐述物资自动管理在其中发挥的重要作用。

01

推动实验物资的高效有序流转

实验室物资具有种类规格繁多、存储条件多样化、容错率低的特点，且管理上存在合规性、监管、质控要求，其自动化应建立在设备精细控制与软件功能多样化的基础之上。

在集中管理库房或中心化物资管理上，可以通过复合使用轨道、分拣/存取机器人、物流系统、环境控制等部件，满足冷库、防爆库、样本库等多种场景的高效管理需求。

使用上，一方面可以通过软件控制系统赋予研究人员对于物资随心所欲的调配，如一键存取、调整试剂使用优先级、样品分组整理、打包输送、定时输送等操作；

另一方面可以通过数据对接或流程管理平台处理来自不同系统的调配需求，以物资管理为主线将不同设备串联起来，如AMR机器人、工作站、资源点预约、设备库存不足预警、实验项目需求单等需求；

此外还需要根据内部预设规则智能维护管理对象，如根据管理对象存储要求自动分配存储位置、根据环境温湿度预警线调节控制设备等。

在定点或单一区域物资管理上，需要考虑实验室空间紧凑的使用场景，对物资自动管理产品小型化处理。

以软硬件一体式自动存取管理柜为例，可以直接部署在实验区域，制备的样品和项目所需试剂可以快捷自动存取，避免了翻找和设备等待导致频繁中断手头工作；研究人员无需反复来回走动，可以搜索/远程下单快速的找到所需物品；

在生命科学或临床检验领域，还会有在库房与实验区/样品采集窗口与样品检验区等点对点物资传递的情况，需要搭配一系列AGV机器人和协作机器人，形成精准、高重复、负重大的物资自动传递系统，使多科室、部门的连接更加紧密。

02

链接自动化小岛，支撑其持续运作

物资自动管理系统作为基础系统，应秉承单机模块化设计的理念，除了可以作为实验室管理的基本单元，独立运转，也可以与其它自动化系统组合或联动，为检验工作带来方便和灵活；

物资自动管理系统应尽可能利用传输轨道、复合机器人等多种形式与不同制造商设备连接匹配，“加油机”式服务于站点的资源等需求，将负责不同环节的自动化小岛进行串接，避免需要人工补充物资、转移样本或是储备耗材；

理想状态下，物资自动管理系统可以通过定制特定模块，集成到工作站环境，提供物资数据查阅和存取命令接口，以开放的姿态与其它自动化厂商携手打造全自动化的设备体系。

03

突破关键环节瓶颈，提高流水线效率

当实验室发展到实现多工序流水线时，不同环节涉及的样本状态、试剂耗材种类将更加复杂，资源调整对接工作将导致频繁停机或等待，影响工作效率；

物资自动管理系统可以充当整条流水线多个站点的“中间人”，通过设计预分类系统、物资管理拓展单元等，将站点之间非模块化组合进行粘合，将需要人工调整的工作转为自动化；

以某企业实验室为例，其上游物流和下游仪器均已完成自动化建设，通过一个物资自动管理中转站建设，实现了两段自动化流水线的对接，替代了人工分拣、搬运等繁重工作，简化了整体工序，突破了流水线运转的效率瓶颈。

04

提供可靠数据，支撑上层应用运行

对于未来实现整体自动化的实验室来说，数据将是第一驱动力和核心资产。基于自动化的物资管理数据非常可靠，可以为数据决策平台提供数据支撑：例如通过与电子实验记录(ELN)系统、Lims系统等内部系统对接，为实验室认可提供权威依据；与标准物质平台对接，实现从上到下的全周期溯源，提高检验检测行业的科学性；与疾病研究机构综合管理平台对接，为区域高发病、流行病、传染病的统计和分析提供管理预测和应急储备建议；与智慧医院平台对接，合理配置医药资源，为国家老龄化时代节约医药资源……

未来的全实验室自动化只需要我们下达指令，实验室都能够调动相关的资源和条件主动配合，在各种流程中充分支持完成我们的工作。自动化就像手足，算法就像大脑，知识和数据提供动力，而物资自动管理就是行遍全身的血液。

最后让我们用AI的回答总结论述

让我们迎接一个

更高效、更安全、更具创造力的实验室！