發布時間：2022/09/05 點擊數：489 編(bian)者薦語：
近(jin)年來，實(shi)(shi)驗(yan)室(shi)智(zhi)慧化(hua)變革愈演(yan)愈烈，自動(dong)化(hua)、信(xin)息化(hua)及數字化(hua)為實(shi)(shi)驗(yan)室(shi)降本增(zeng)效提(ti)供(gong)了(le)源動(dong)力。泉心泉意受(shou)邀分(fen)享實(shi)(shi)驗(yan)室(shi)智(zhi)慧化(hua)建設需求及有效解(jie)決方案(an)，共同剖析醫學(xue)實(shi)(shi)驗(yan)室(shi)智(zhi)慧化(hua)市場未來趨勢。
本(ben)文來自(zi)動脈網，作者樊筱瑜、黃舜、李成平。
前言(yan)
隨著生(sheng)物(wu)(wu)科技(ji)的(de)發(fa)展、新冠疫情的(de)常(chang)態化，市場對(dui)藥物(wu)(wu)研發(fa)、生(sheng)物(wu)(wu)實驗(yan)和檢驗(yan)檢測相關(guan)的(de)需(xu)求(qiu)猛(meng)增，使得處于產業(ye)上(shang)游的(de)實驗(yan)室(shi)的(de)智(zhi)慧(hui)化被投(tou)以了越(yue)來越(yue)多的(de)關(guan)注(zhu)。近年來，基于5G、物(wu)(wu)聯網(wang)、人(ren)工智(zhi)能和大數據等(deng)技(ji)術(shu)，實驗(yan)室(shi)正(zheng)經歷著智(zhi)慧(hui)化的(de)變革。
● 到(dao)底怎樣的實(shi)驗(yan)室稱為智慧實(shi)驗(yan)室？
● 自動化、信息(xi)化、數字化的區別和作用(yong)分別是什么(me)？
● 檢(jian)驗(yan)檢(jian)測類實驗(yan)室和(he)研究研發類實驗(yan)室各自(zi)的痛點和(he)亟待智慧(hui)化的環節是哪些？
● 目前實驗(yan)室智慧化(hua)進程如何(he)？行業驅動因素和競爭格局又(you)如何(he)？
蛋殼研(yan)究院此(ci)次聚焦(jiao)醫(yi)學(xue)類實驗(yan)室智(zhi)(zhi)慧(hui)化建設(she)，為了(le)厘清目前國內智(zhi)(zhi)慧(hui)醫(yi)學(xue)實驗(yan)室建設(she)現狀，并(bing)刨(bao)根各類醫(yi)學(xue)實驗(yan)室智(zhi)(zhi)慧(hui)化建設(she)的(de)需求(qiu)與有效(xiao)解決方案，蛋殼研(yan)究院通(tong)過對政策的(de)理解、對行(xing)業(ye)數據的(de)多維(wei)度剖析，調研(yan)4家(jia)(jia)(jia)科研(yan)院所(suo)、15家(jia)(jia)(jia)創新企業(ye)、3家(jia)(jia)(jia)投(tou)資機(ji)構，訪談28位專家(jia)(jia)(jia)、企業(ye)創始人(ren)(ren)和投(tou)資人(ren)(ren)，制作了(le)本次報告(gao)，我(wo)們得出以(yi)下結論：
智(zhi)慧醫學實驗(yan)室尚(shang)處起(qi)步(bu)期，亟待交叉背景人才加(jia)入。智慧(hui)醫(yi)(yi)學實(shi)驗室(shi)領域處于行業發展早期(qi)，是一個新興(xing)的(de)交(jiao)(jiao)叉(cha)領域，亟待擁(yong)有軟硬件工程(cheng)、人工智能(neng)和生(sheng)命科學、生(sheng)物技術(shu)、醫(yi)(yi)學等交(jiao)(jiao)叉(cha)背景(jing)的(de)人才加入。目前，從投資(zi)的(de)角度來(lai)看，智慧(hui)醫(yi)(yi)學實(shi)驗室(shi)建設領域，創始人或核心團隊(dui)是否(fou)擁(yong)有科技技術(shu)與生(sheng)命科學交(jiao)(jiao)叉(cha)學科背景(jing)是一個極其(qi)重要的(de)參(can)考維度。
軟(ruan)硬件結合的產品更受市場青睞，早期服(fu)務企業合作之勢大于競爭。智(zhi)慧(hui)(hui)化的(de)(de)過程中(zhong)，軟件和硬件在不同的(de)(de)環節幫助醫(yi)學實驗(yan)(yan)室(shi)更(geng)加(jia)便捷(jie)、高效地運行(xing)，并且讓實驗(yan)(yan)室(shi)的(de)(de)安(an)全(quan)和合(he)(he)規更(geng)有保(bao)障。其中(zhong)，軟硬件結合(he)(he)的(de)(de)產(chan)品由(you)于智(zhi)慧(hui)(hui)化覆(fu)蓋(gai)范(fan)圍(wei)更(geng)廣(guang)、需求解(jie)決更(geng)深入等優勢(shi)，對(dui)于醫(yi)學實驗(yan)(yan)室(shi)管理者更(geng)具吸引(yin)力。而服務企(qi)(qi)業(ye)大(da)多(duo)早(zao)期業(ye)務覆(fu)蓋(gai)范(fan)圍(wei)有限。因此，為加(jia)速打開覆(fu)蓋(gai)廣(guang)而深的(de)(de)智(zhi)慧(hui)(hui)化實驗(yan)(yan)室(shi)市場、提高醫(yi)學實驗(yan)(yan)室(shi)智(zhi)慧(hui)(hui)化滲透(tou)率，目前服務企(qi)(qi)業(ye)之(zhi)間的(de)(de)合(he)(he)作之(zhi)勢(shi)大(da)于競爭。
不(bu)同類型醫學實驗室，將各自出現智慧化建(jian)設的標桿解決方案。生化檢測、基因(yin)檢測、藥(yao)物研發(fa)等各(ge)(ge)類(lei)醫學(xue)實(shi)驗(yan)室(shi)流(liu)程差異大，對(dui)智慧化的(de)(de)建設需求(qiu)也不同。因(yin)此，深(shen)入理(li)解(jie)(jie)各(ge)(ge)類(lei)醫學(xue)實(shi)驗(yan)室(shi)需求(qiu)對(dui)產(chan)品(pin)的(de)(de)研發(fa)至關重要。早期，大多數企業(ye)由(you)于有限的(de)(de)精力、能力和(he)資源，無法同時對(dui)各(ge)(ge)類(lei)醫學(xue)實(shi)驗(yan)室(shi)進行深(shen)度理(li)解(jie)(jie)，而是從(cong)某一類(lei)醫學(xue)實(shi)驗(yan)室(shi)場(chang)景出發(fa)，提供相應解(jie)(jie)決(jue)方(fang)案。目前(qian)，在各(ge)(ge)類(lei)醫學(xue)實(shi)驗(yan)室(shi)中還未出現(xian)擁有較高(gao)競爭壁壘的(de)(de)標桿智慧化建設解(jie)(jie)決(jue)方(fang)案。未來，隨著企業(ye)對(dui)各(ge)(ge)類(lei)實(shi)驗(yan)室(shi)場(chang)景需求(qiu)理(li)解(jie)(jie)越(yue)(yue)來越(yue)(yue)深(shen)入，加上技術和(he)產(chan)品(pin)的(de)(de)不斷(duan)進步(bu)和(he)優化，各(ge)(ge)類(lei)實(shi)驗(yan)室(shi)將逐(zhu)步(bu)出現(xian)通過(guo)市場(chang)驗(yan)證的(de)(de)標桿解(jie)(jie)決(jue)方(fang)案。
智慧醫學實驗室建設，一個超(chao)千(qian)億的(de)待(dai)開發領域
■ 智(zhi)慧化建設通過(guo)自動化、信息(xi)化、數(shu)字(zi)化為實驗(yan)室(shi)降本增效
智慧化建設在(zai)傳統(tong)工業領域已經有較為成熟的運用(yong)，例如食品、汽車生產等領域通(tong)過(guo)全自動流(liu)水線(xian)建設，部分(fen)替(ti)代(dai)，甚(shen)至某些領域實現全面代(dai)替(ti)人工，極大提高了(le)生產效率(lv)、提升了(le)產品質量并減少了(le)生產成本，為領域帶來大幅(fu)度(du)效益增長。
近年來，同樣對(dui)效(xiao)率有高要求的醫學類實驗(yan)室也(ye)意(yi)識到(dao)了智(zhi)慧化(hua)建設的作用(yong)，例如通過自動化(hua)設備(bei)或流水線(xian)建設替代重復(fu)性(xing)高的機械(xie)性(xing)人(ren)工操(cao)作、通過信(xin)息(xi)化(hua)建設將(jiang)實驗(yan)室信(xin)息(xi)數據化(hua)從而避免人(ren)工記(ji)錄錯誤、通過數字(zi)化(hua)建設幫(bang)助實驗(yan)更高效(xiao)運營(ying)等。
在醫學(xue)(xue)領域(yu)，包括臨(lin)床檢(jian)(jian)驗(yan)(yan)檢(jian)(jian)測(ce)、藥物研發、生物實驗(yan)(yan)等(deng)多類(lei)型實驗(yan)(yan)室(shi)(shi)也開始嘗試通過自動化(hua)、信息化(hua)及數字(zi)化(hua)的建設(she)讓(rang)實驗(yan)(yan)室(shi)(shi)從多維度(du)“智慧(hui)”起來，這類(lei)實驗(yan)(yan)室(shi)(shi)，我們稱之為(wei)智慧(hui)醫學(xue)(xue)實驗(yan)(yan)室(shi)(shi)。
智(zhi)慧醫學實驗(yan)室用技術為(wei)實驗(yan)室降本(ben)增(zeng)效(xiao)。實驗(yan)室的(de)智慧化(hua)建設(she)，基于物聯網、5G、人(ren)工智能、大數(shu)據、云計算(suan)、VR/AR、區塊鏈和(he)GIS等(deng)關鍵技術，通過硬件(jian)設(she)備(bei)和(he)軟件(jian)系統作(zuo)為應(ying)用(yong)載體，幫助(zhu)醫(yi)學實驗(yan)室在實驗(yan)部(bu)分和(he)非實驗(yan)的(de)運營部(bu)分兩(liang)大事務中的(de)各環節更高效(xiao)、便捷、安全、合規，從而達到降(jiang)本增效(xiao)的(de)目的(de)。
圖表1 智(zhi)慧(hui)醫學(xue)實驗室(shi)建設架構模型及應用結果(guo)
通過調研(yan)訪談，我們將架(jia)構模型中(zhong)的(de)應(ying)用場景劃分(fen)(fen)(fen)為(wei)兩個部(bu)分(fen)(fen)(fen)，即實驗(yan)(yan)和運營(ying)部(bu)分(fen)(fen)(fen)。實驗(yan)(yan)部(bu)分(fen)(fen)(fen)包括(kuo)(kuo)實驗(yan)(yan)設計(ji)、實驗(yan)(yan)實施、實驗(yan)(yan)協作等；運營(ying)部(bu)分(fen)(fen)(fen)包括(kuo)(kuo)合規安(an)全管理、人員管理、耗材管理等。
圖表2 智慧實驗室建設應用場景(jing)分類及內涵
此外(wai)，在架構模型(xing)(xing)中(zhong)，智慧醫學實(shi)驗(yan)室建設路徑(jing)(jing)包含了(le)自動化(hua)(hua)、信息化(hua)(hua)和數字化(hua)(hua)建設。值得一提的是，三(san)條路徑(jing)(jing)可能同時發生，對于不同類型(xing)(xing)的醫學實(shi)驗(yan)室，三(san)條路徑(jing)(jing)的進程(cheng)也會有所(suo)區別。
自動化：優化實(shi)驗(yan)流程(cheng)和實(shi)驗(yan)數據產生。自(zi)(zi)動(dong)化(hua)是指機(ji)器(qi)設備、系統或生產(chan)和管理過程(cheng)在(zai)沒有人(ren)或較少人(ren)的(de)直接(jie)參與(yu)下，按照程(cheng)序設定，經過自(zi)(zi)動(dong)檢測、信息處理、分(fen)析判斷、操縱控制，實現(xian)實驗(yan)預期的(de)目(mu)標。醫學實驗(yan)室的(de)自(zi)(zi)動(dong)化(hua)，基(ji)于視覺技(ji)術(shu)(shu)、伺服技(ji)術(shu)(shu)、物聯(lian)網(wang)技(ji)術(shu)(shu)、人(ren)工智能技(ji)術(shu)(shu)等，在(zai)自(zi)(zi)動(dong)化(hua)的(de)儀器(qi)設備、自(zi)(zi)動(dong)化(hua)生產(chan)流水線、機(ji)械(xie)臂(bei)等硬(ying)件支持(chi)下，輔以配套(tao)軟件減少人(ren)力參與(yu)，讓實驗(yan)流程(cheng)自(zi)(zi)動(dong)進(jin)行從而讓實驗(yan)數據自(zi)(zi)動(dong)產(chan)生并記錄(lu)。
圖表3 自動化帶來(lai)實驗流(liu)程、數(shu)據產生過程的(de)優化
信息化(hua)：優(you)化(hua)運營數據(ju)產生、優(you)化(hua)實驗數據(ju)記錄。醫(yi)學實(shi)(shi)驗(yan)室的(de)信(xin)息(xi)化是(shi)指基于(yu)5G、大數(shu)(shu)據(ju)、物(wu)聯網等技術，在傳感器等硬件設(she)備及配套(tao)軟件系統的(de)支持下(xia)，一(yi)方面(mian)將涉(she)及實(shi)(shi)驗(yan)室運營管理的(de)信(xin)息(xi)（如環境溫濕度、耗材庫存(cun)量等）以數(shu)(shu)據(ju)形式(shi)呈現(xian)，將純(chun)人力的(de)監督判(pan)斷行(xing)為(wei)轉化為(wei)基于(yu)數(shu)(shu)字的(de)公式(shi)算法；另(ling)一(yi)方面(mian)將習(xi)慣于(yu)紙質記錄的(de)實(shi)(shi)驗(yan)設(she)計、數(shu)(shu)據(ju)及流程(cheng)等信(xin)息(xi)轉化為(wei)電子版的(de)呈現(xian)，并(bing)配以相應(ying)標簽(qian)，為(wei)數(shu)(shu)字化的(de)應(ying)用(yong)提供數(shu)(shu)據(ju)基礎。
圖(tu)表4 智慧醫學實驗室中信息化覆蓋范圍(wei)
此外，實(shi)(shi)驗(yan)(yan)室信息化還可將實(shi)(shi)驗(yan)(yan)室人(ren)員出勤狀態(tai)(tai)、樣品存儲(chu)狀態(tai)(tai)、設備運(yun)行狀態(tai)(tai)、環(huan)境溫濕度狀態(tai)(tai)、耗材及試劑庫存狀態(tai)(tai)、實(shi)(shi)驗(yan)(yan)狀態(tai)(tai)、業務財務流程狀態(tai)(tai)等全部以數(shu)據信息的形式(shi)展現，為數(shu)字化應用提供充分的數(shu)據基礎。
數(shu)字化：優(you)化實驗(yan)和運營的(de)流程及數(shu)據應用(yong)。這一步主要是(shi)通過軟(ruan)件(jian)系統完(wan)成(cheng)的(de)。其實(shi)(shi)專注于自動化(hua)、信息化(hua)的(de)設備幾乎都配以相應的(de)數字化(hua)軟(ruan)件(jian)以達成(cheng)數據從產生到使用(yong)的(de)閉環，也有不少專注于實(shi)(shi)驗(yan)室數字化(hua)的(de)軟(ruan)件(jian)，輔助完(wan)成(cheng)實(shi)(shi)驗(yan)的(de)流程設計、過程實(shi)(shi)施(shi)、結(jie)論驗(yan)證的(de)多維度分析，如(ru)我們熟悉的(de)LIMS及ELN類(lei)軟(ruan)件(jian)。
實(shi)驗室(shi)數字(zi)化基于大(da)(da)數據、云計算(suan)和(he)人(ren)工智能等技(ji)術，對(dui)實(shi)驗室(shi)產生的大(da)(da)量(liang)實(shi)驗和(he)運營數據進行整合、分析，建立模型算(suan)法，幫助實(shi)驗實(shi)施和(he)實(shi)驗室(shi)運營更加合規安全、高效便捷(jie)。
圖(tu)表5 數(shu)字化在智(zhi)慧醫(yi)學實驗室(shi)中各板塊應(ying)用舉例(li)
可(ke)見，醫學(xue)實驗室(shi)智慧化的(de)過程(cheng)涉(she)及(ji)的(de)模塊(kuai)多、形式廣，幾乎在實驗室(shi)發生的(de)一切都可(ke)以通過硬件與軟件的(de)幫助變得更(geng)加(jia)便捷、高效、安全或者(zhe)合規。
目(mu)前，智慧(hui)醫學(xue)(xue)實(shi)(shi)驗(yan)室(shi)的建設方式(shi)主要分為(wei)兩類(lei)，一(yi)類(lei)是(shi)由(you)生物醫藥、生命科學(xue)(xue)類(lei)企業(ye)等需(xu)求端企業(ye)自建智慧(hui)醫學(xue)(xue)實(shi)(shi)驗(yan)室(shi)；另一(yi)類(lei)則是(shi)由(you)醫學(xue)(xue)實(shi)(shi)驗(yan)室(shi)與專注智慧(hui)化建設服務的企業(ye)合作(zuo)建設智慧(hui)醫學(xue)(xue)實(shi)(shi)驗(yan)室(shi)。
■ 三大醫(yi)學實驗室(shi)主(zhu)體，鑄造(zao)千(qian)億智慧(hui)建設市場(chang)
我們(men)根(gen)據(ju)進(jin)行(xing)智慧化(hua)建設的醫(yi)學(xue)實驗室所涉及的實驗領域，將(jiang)本報告(gao)厘定(ding)的醫(yi)學(xue)實驗室主要分(fen)類為三大主體(ti)。
圖(tu)表6 醫學實(shi)驗室智慧化建(jian)設三(san)大需(xu)求(qiu)主體
我(wo)們根據市(shi)場調研(yan)和專家(jia)采訪的數據梳理(li)，通過測算公(gong)式：市(shi)場規模=各(ge)類(lei)實驗室(shi)(shi)(shi)數量x各(ge)類(lei)實驗室(shi)(shi)(shi)配置(zhi)金額，得出全國智(zhi)慧化實驗室(shi)(shi)(shi)市(shi)場規模估算值。再運用公(gong)式：估算值x（1-智(zhi)慧醫學實驗室(shi)(shi)(shi)滲(shen)透率）得到未來賽道成長空間(jian)。
圖表7 我(wo)國(guo)智(zhi)慧化實驗(yan)室(shi)市場規模測算
醫學實(shi)驗室智(zhi)慧化滲透率不足20%，超千(qian)億市場待開發。根(gen)據(ju)測(ce)算，智(zhi)慧醫學(xue)實驗室(shi)領域有超千億(yi)的(de)市場處于待開發狀(zhuang)態，前景廣闊。在(zai)調研訪(fang)談中，我們還得知，自動(dong)化市場（硬(ying)件(jian)服務為主）需求規模約數(shu)千億(yi)元(yuan)；實驗室(shi)信息化、數(shu)字化（軟(ruan)件(jian)服務為主）需求規模約為數(shu)百億(yi)元(yuan)，但多(duo)位受訪(fang)的(de)業內(nei)專家表示(shi)，此預計為保守估計，未來市場規模有望(wang)在(zai)技術、政策及資(zi)本的(de)驅動(dong)下(xia)，進一步提(ti)升。
■ 政策和資本(ben)加速兩大類醫學實(shi)驗室智慧化建設(she)進程(cheng)
政策(ce)：頂層設計支(zhi)持實驗室智(zhi)慧化(hua)發展。政(zheng)策(ce)廣泛(fan)地(di)影(ying)響著產業的(de)發(fa)展路徑和(he)企業的(de)經營行為(wei)，在中(zhong)國(guo)的(de)國(guo)情之下，政(zheng)策(ce)對于高新技術的(de)發(fa)展影(ying)響尤(you)為(wei)深刻。蛋殼(ke)研究院梳(shu)理了(le)近十年來(lai)，我國(guo)國(guo)家(jia)和(he)省級(ji)政(zheng)府單位(wei)頒(ban)布的(de)有關實(shi)驗(yan)室智慧化發(fa)展的(de)相(xiang)關政(zheng)策(ce)。
在國家級18條(tiao)相關(guan)政(zheng)策(ce)(ce)中(zhong)，涉及實驗室數(shu)據管(guan)理(li)的(de)(de)相關(guan)政(zheng)策(ce)(ce)為10條(tiao)，占比(bi)超50%，顯示出國家對于實驗室數(shu)據管(guan)理(li)的(de)(de)重視，為實驗室數(shu)字化(hua)服務企業的(de)(de)發展奠定了良好的(de)(de)政(zheng)策(ce)(ce)基礎(chu)。其中(zhong)，涉及實驗室設備管(guan)理(li)和(he)環境管(guan)理(li)的(de)(de)分別為5條(tiao)和(he)6條(tiao)。
圖(tu)表8 涉及智慧實驗室(shi)建設(she)的相關國家級政策盤(pan)點
從政策上看，各(ge)級政府機構正(zheng)在積極推動醫學實驗(yan)室的信息化(hua)進程，以安(an)全、高(gao)效地實現(xian)科研(yan)目標。智慧(hui)化(hua)已是實驗(yan)室開展(zhan)科研(yan)項目工作的必然選擇。
資本：頭部機構緊追新興賽道。從(cong)融(rong)資(zi)輪(lun)次(ci)看，在(zai)近五(wu)年的智慧(hui)實(shi)驗室賽道投融(rong)資(zi)事件中，除(chu)個別(bie)企業已進(jin)入到C輪(lun)融(rong)資(zi)外，其他(ta)企業投融(rong)資(zi)輪(lun)次(ci)均(jun)定位在(zai)A輪(lun)前(qian)后，顯(xian)示出賽道的發(fa)展(zhan)目(mu)前(qian)還處于早期。
圖表9 智慧醫(yi)學實驗(yan)室建設(she)服務企業近(jin)5年投融資事件(jian)盤點（按融資輪(lun)次(ci)排序，輪(lun)次(ci)相同(tong)按企業成(cheng)立時間倒序）
從融(rong)資(zi)企(qi)業(ye)(ye)(ye)的(de)(de)業(ye)(ye)(ye)務布(bu)局(ju)分類來看，提供(gong)(gong)實驗室(shi)硬件(jian)設備(bei)企(qi)業(ye)(ye)(ye)和(he)提供(gong)(gong)實驗室(shi)軟件(jian)系統(tong)(tong)(tong)的(de)(de)企(qi)業(ye)(ye)(ye)存在(zai)不同的(de)(de)投(tou)融(rong)資(zi)特(te)點。目前，大(da)部分的(de)(de)被(bei)投(tou)企(qi)業(ye)(ye)(ye)業(ye)(ye)(ye)務更偏向于器械、設備(bei)的(de)(de)自動(dong)化及相應的(de)(de)平臺(tai)系統(tong)(tong)(tong)。其原因主要是自動(dong)化硬件(jian)設備(bei)行業(ye)(ye)(ye)發展(zhan)較(jiao)為(wei)成熟(shu)，在(zai)我國已經(jing)經(jing)歷了技術發展(zhan)的(de)(de)積累期；提供(gong)(gong)智慧實驗室(shi)軟件(jian)系統(tong)(tong)(tong)的(de)(de)企(qi)業(ye)(ye)(ye)在(zai)投(tou)融(rong)資(zi)賽道目前還屬于少數，且處于投(tou)融(rong)資(zi)環節的(de)(de)極(ji)早(zao)期。
目前醫學實驗室主要(yao)分為檢驗檢測(ce)和研究研發(fa)兩類。各類醫學實(shi)(shi)驗室由于實(shi)(shi)驗類型不同(tong)(tong)，在智慧化(hua)建設(she)的(de)過程中(zhong)也擁有不同(tong)(tong)的(de)需(xu)求。為了厘清不同(tong)(tong)類型實(shi)(shi)驗室需(xu)求及相應解決方(fang)案(an)，我們(men)依(yi)據主要實(shi)(shi)驗操作(zuo)和實(shi)(shi)驗操作(zuo)目(mu)的(de)兩個維度，將醫學實(shi)(shi)驗室分為“檢驗檢測類實(shi)(shi)驗室”和“研究研發類實(shi)(shi)驗室”兩類。
圖表10 醫學實驗(yan)室(shi)分(fen)型及對比分(fen)析
接下來，我們將先(xian)從操作流(liu)、樣(yang)本流(liu)和信息(xi)流(liu)三(san)個方(fang)面，分別(bie)對兩類(lei)醫(yi)學實(shi)(shi)驗室(shi)的(de)智慧化(hua)(hua)建設需求(qiu)與具(ju)體解(jie)(jie)決(jue)方(fang)案(an)(an)進行解(jie)(jie)析；再從合規等兩類(lei)實(shi)(shi)驗室(shi)的(de)共(gong)性問(wen)題出發，探索相應的(de)智慧化(hua)(hua)解(jie)(jie)決(jue)方(fang)案(an)(an)。
檢(jian)驗檢(jian)測類(lei)實(shi)驗室
■ 固定(ding)流(liu)程指導自動(dong)化(hua)建設，技術創新加速國產替代
提(ti)升操作友(you)好性，讓檢驗檢測流(liu)程更流(liu)暢(chang)。檢(jian)驗檢(jian)測(ce)實驗室內操(cao)(cao)作(zuo)(zuo)(zuo)流程(cheng)大多(duo)為重復(fu)的(de)、機械(xie)性的(de)操(cao)(cao)作(zuo)(zuo)(zuo)，操(cao)(cao)作(zuo)(zuo)(zuo)人(ren)(ren)員難免出現操(cao)(cao)作(zuo)(zuo)(zuo)失誤，例如扣蓋(gai)不準確導致樣品遺(yi)漏或溫(wen)濕度控制(zhi)不精準導致樣本檢(jian)查無效，因此提高操(cao)(cao)作(zuo)(zuo)(zuo)友(you)好性讓(rang)操(cao)(cao)作(zuo)(zuo)(zuo)流程(cheng)更簡(jian)單、流暢，對于長期進行重復(fu)動作(zuo)(zuo)(zuo)的(de)操(cao)(cao)作(zuo)(zuo)(zuo)人(ren)(ren)員來說十分重要。
確(que)保數據(ju)正確(que)，避免錯(cuo)誤數據(ju)帶來的醫患傷害。樣本檢驗(yan)的(de)(de)結果是(shi)對患者(zhe)開展診(zhen)斷和(he)(he)治療(liao)的(de)(de)依據，因(yin)此，確(que)保操(cao)作(zuo)人員(yuan)每一步(bu)操(cao)作(zuo)正確(que)十分關鍵。傳統(tong)實驗(yan)室中(zhong)，為了(le)避(bi)免操(cao)作(zuo)失(shi)誤(wu)導致的(de)(de)數(shu)據錯誤(wu)結果給(gei)醫院和(he)(he)患者(zhe)帶來難以想象的(de)(de)傷(shang)(shang)害，操(cao)作(zuo)人員(yuan)時常需要(yao)接受(shou)操(cao)作(zuo)培(pei)訓，且(qie)各操(cao)作(zuo)流程(cheng)環節均需相關操(cao)作(zuo)人員(yuan)簽(qian)字確(que)認。可是(shi)，這個耗費人力、物力的(de)(de)過程(cheng)依然難以徹(che)底避(bi)免錯誤(wu)發生。如何更徹(che)底、有(you)效、低成本保證(zheng)數(shu)據正確(que)，對于(yu)減少(shao)潛在的(de)(de)醫患傷(shang)(shang)害至關重(zhong)要(yao)。
提升樣品峰值處(chu)理(li)能(neng)力，為(wei)實驗(yan)室增加效益。每日實(shi)(shi)驗室(shi)出具數(shu)(shu)(shu)(shu)據結果的數(shu)(shu)(shu)(shu)量(liang)與操(cao)作人(ren)員人(ren)數(shu)(shu)(shu)(shu)和熟練程度(du)有關(guan)。對于醫院來(lai)說，通常每天早上(shang)6點開始采(cai)血，這(zhe)時(shi)臨床檢(jian)驗科迎(ying)來(lai)了第一個樣本(ben)(ben)處(chu)理需(xu)求高峰時(shi)期(qi)。此(ci)時(shi)，由于操(cao)作人(ren)員數(shu)(shu)(shu)(shu)量(liang)有限，易(yi)出現樣本(ben)(ben)處(chu)理能力無(wu)法滿足大量(liang)需(xu)求的情況。對于許(xu)多第三方(fang)檢(jian)驗檢(jian)測機(ji)構來(lai)講，樣本(ben)(ben)處(chu)理效(xiao)率(lv)更(geng)是直接關(guan)乎實(shi)(shi)驗室(shi)的效(xiao)益，更(geng)高效(xiao)的樣本(ben)(ben)處(chu)理能力也意味著更(geng)多的業務收入。所(suo)以，檢(jian)驗檢(jian)測類實(shi)(shi)驗室(shi)如何(he)提(ti)(ti)升單位(wei)時(shi)間內檢(jian)驗檢(jian)測數(shu)(shu)(shu)(shu)量(liang)十分重(zhong)要；而在疫情之下，急(ji)遽增(zeng)加的核酸檢(jian)測需(xu)求讓(rang)相關(guan)實(shi)(shi)驗室(shi)效(xiao)率(lv)提(ti)(ti)升的需(xu)求變得十分迫切。
自動化建設，降(jiang)低檢驗(yan)檢測(ce)類實驗(yan)室人(ren)力和(he)占地成本(ben)(ben)，提高(gao)樣本(ben)(ben)處(chu)理效率。越(yue)來越(yue)多的檢驗檢測(ce)實驗室通過(guo)技術的幫助(zhu)，讓實驗室的操作流(liu)程“智慧(hui)”起(qi)來。這個過(guo)程主要依靠(kao)實驗室的自動化建設(she)，逐步替代人力。
圖表(biao)11 檢(jian)驗檢(jian)測類(lei)實驗室自(zi)動化建設階段
在(zai)1.0階段，實(shi)驗室(shi)通過引入更“智慧(hui)”的(de)儀(yi)器設備，提(ti)升操(cao)作(zuo)(zuo)友好性，例如全自(zi)動生化分析儀(yi)、全自(zi)動血凝(ning)儀(yi)等(deng)，解放了操(cao)作(zuo)(zuo)人(ren)員大量重復枯燥的(de)基(ji)礎操(cao)作(zuo)(zuo)的(de)同時，也避免了較多(duo)人(ren)為操(cao)作(zuo)(zuo)導(dao)致的(de)偏(pian)差(cha)和錯誤(wu)。
2.0階段(duan)，在擁有(you)了自動(dong)化檢驗檢測設(she)(she)備(bei)后，實驗室(shi)開始(shi)嘗試各(ge)操作(zuo)模塊的自動(dong)化建(jian)設(she)(she)，這一階段(duan)建(jian)設(she)(she)需(xu)要借(jie)助(zhu)機械(xie)臂(bei)、智(zhi)能(neng)機器人(ren)和人(ren)工智(zhi)能(neng)等設(she)(she)備(bei)及技術。
圖表12 檢測檢測類實驗室樣本處(chu)理基礎模塊(kuai)
這些模(mo)(mo)塊(kuai)包括(kuo)樣品前處理階段(duan)的加載模(mo)(mo)塊(kuai)、離(li)心模(mo)(mo)塊(kuai)、去(qu)蓋模(mo)(mo)塊(kuai)、及分(fen)(fen)杯模(mo)(mo)塊(kuai)等(deng)；樣品檢(jian)驗(yan)檢(jian)測階段(duan)的識(shi)別(bie)模(mo)(mo)塊(kuai)、校準模(mo)(mo)塊(kuai)和質控模(mo)(mo)塊(kuai)等(deng)；以及樣品后處理的消毒模(mo)(mo)塊(kuai)、分(fen)(fen)類模(mo)(mo)塊(kuai)等(deng)。這一(yi)步(bu)“智慧”建設，進一(yi)步(bu)釋放了(le)檢(jian)驗(yan)檢(jian)測類的操(cao)作人(ren)員。
最終3.0階段，接近(jin)于(yu)常說的“黑燈實(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)(yan)室”，這一階段在2.0基礎上(shang)還需(xu)要加入軌道技術和氣動(dong)傳(chuan)輸(shu)等技術，讓檢(jian)驗(yan)(yan)(yan)(yan)檢(jian)測的所(suo)有(you)流程都通過(guo)全自(zi)動(dong)流水線完成。完成3.0階段的自(zi)動(dong)化建設后，檢(jian)驗(yan)(yan)(yan)(yan)檢(jian)測實(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)(yan)室可(ke)徹(che)底解放實(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)(yan)室操作人員，并幾乎可(ke)以(yi)避免實(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)(yan)結果的錯誤。這樣(yang)一來，實(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)(yan)室由(you)于(yu)無需(xu)留出人員走動(dong)通道而更加緊湊且節約實(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)(yan)室空間(jian)成本，更重要是實(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)(yan)室檢(jian)驗(yan)(yan)(yan)(yan)檢(jian)測效率得到了(le)極(ji)大提(ti)升，能夠(gou)明(ming)顯為檢(jian)驗(yan)(yan)(yan)(yan)檢(jian)測實(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)(yan)室降本增(zeng)效。
我國臨床檢測(ce)實(shi)驗(yan)(yan)室基(ji)本已(yi)經配備全自動或半自動檢測(ce)設(she)備，而完成(cheng)流水線建設(she)的實(shi)驗(yan)(yan)室滲透率(lv)不(bu)足15%，多集中在(zai)大型(xing)三級醫院(yuan)以及(ji)部分第三方(fang)檢驗(yan)(yan)室。這是由于如生化(hua)、免疫、微生物檢驗(yan)(yan)和分子診(zhen)斷等每一(yi)種業務擁有相(xiang)對固(gu)定的實(shi)驗(yan)(yan)（檢驗(yan)(yan)檢測(ce)）流程，另一(yi)方(fang)面，該(gai)類實(shi)驗(yan)(yan)室需要滿足嚴(yan)格(ge)的合規性(xing)要求，這也讓(rang)產品設(she)計過程更加(jia)“有依可循”。
進口服務企業(ye)占(zhan)主導，國(guo)產替代核心是(shi)技術。自(zi)動化(hua)(hua)建(jian)(jian)設(she)(she)(she)(she)費(fei)用門檻(jian)較(jiao)高，單個儀器設(she)(she)(she)(she)備價值幾(ji)十至幾(ji)百萬不等(deng)，而流水(shui)(shui)線(xian)建(jian)(jian)設(she)(she)(she)(she)則需要(yao)幾(ji)百至幾(ji)千萬甚至過(guo)億的成本。因(yin)此，自(zi)動化(hua)(hua)建(jian)(jian)設(she)(she)(she)(she)需要(yao)在剛需和支(zhi)(zhi)付能(neng)力(li)(li)的雙重“支(zhi)(zhi)持”下進行(xing)。目前(qian)，自(zi)動化(hua)(hua)建(jian)(jian)設(she)(she)(she)(she)較(jiao)為先進的實(shi)驗(yan)(yan)(yan)室(shi)集(ji)中在大型(xing)三(san)(san)甲醫院、大型(xing)第三(san)(san)方檢測實(shi)驗(yan)(yan)(yan)室(shi)以(yi)及大型(xing)基因(yin)檢測或高通量(liang)測序企業。這類檢驗(yan)(yan)(yan)檢測類實(shi)驗(yan)(yan)(yan)室(shi)有較(jiao)強支(zhi)(zhi)付能(neng)力(li)(li)，滿足自(zi)動化(hua)(hua)建(jian)(jian)設(she)(she)(she)(she)的經濟(ji)條(tiao)件，但也(ye)因(yin)為“不缺錢(qian)”會更傾向于選擇進口(kou)品牌(pai)儀器設(she)(she)(she)(she)備或流水(shui)(shui)線(xian)建(jian)(jian)設(she)(she)(she)(she)服(fu)務。
要實(shi)現(xian)國產替代，關鍵核心還(huan)是(shi)技(ji)術的(de)先(xian)進性。國(guo)內(nei)實驗室自動化建設市(shi)(shi)場(chang)，海外(wai)企(qi)業(ye)西門子、貝克曼(man)庫(ku)爾特、羅氏(shi)、雅(ya)培(pei)等依然(ran)占主(zhu)導。據(ju)調(diao)研，當前除新冠產品(pin)外(wai)，我(wo)國(guo)IVD市(shi)(shi)場(chang)國(guo)內(nei)企(qi)業(ye)的份(fen)額僅占40-45%，而且(qie)主(zhu)要集中(zhong)在二級及以(yi)下(xia)的基層醫院(yuan)，但是(shi)，隨著(zhu)技術壁壘不斷突破，國(guo)內(nei)企(qi)業(ye)將在不遠的將來(lai)占據(ju)我(wo)國(guo)IVD市(shi)(shi)場(chang)70%以(yi)上的份(fen)額。
此外，在(zai)智慧(hui)實驗室這一細分領域(yu)，目(mu)前主(zhu)要是國(guo)際(ji)同行提供的(de)(de)整體(ti)方案，國(guo)產(chan)(chan)儀器設備(bei)供應(ying)商(shang)相對產(chan)(chan)品(pin)(pin)單一、不能形成完備(bei)的(de)(de)產(chan)(chan)品(pin)(pin)體(ti)系，在(zai)產(chan)(chan)品(pin)(pin)的(de)(de)核心(xin)零部件方面還(huan)高度(du)依賴第(di)三方，所提供的(de)(de)產(chan)(chan)品(pin)(pin)方案在(zai)穩定(ding)性、人(ren)機交互便宜性及技術先(xian)進性上與海(hai)外產(chan)(chan)品(pin)(pin)還(huan)存在(zai)差距。
總(zong)的(de)來說，雖然我(wo)國(guo)實驗室自(zi)動化(hua)建(jian)設(she)較歐美等國(guo)家起(qi)步晚(wan)，但(dan)我(wo)國(guo)技術追(zhui)趕及(ji)創新實力強(qiang)勁，加上政(zheng)策和資本助力，“技術”的(de)國(guo)產(chan)替代之路正加速(su)進行。值得一提的(de)是，除了與自(zi)動化(hua)建(jian)設(she)服務商(shang)合作(zuo)外，國(guo)內(nei)不(bu)少大(da)型(xing)基因檢(jian)測(ce)或高通量測(ce)序企業等也通過自(zi)身技術自(zi)建(jian)自(zi)動化(hua)檢(jian)驗檢(jian)測(ce)實驗室。
■ 物(wu)聯(lian)網(wang)技術升級樣(yang)本(ben)管理，形(xing)態和位置可實時(shi)把控
檢(jian)驗(yan)檢(jian)測(ce)類實驗(yan)室常見(jian)的(de)標本一般包括血(xue)液（指(zhi)尖血(xue)、靜(jing)脈血(xue)）、尿液、糞便(bian)、腦(nao)脊液、胸腹水、前列腺液等，為了結果準確可靠，這些標本收集的(de)時間(jian)、方法和保(bao)存都有(you)一定(ding)的(de)要求。
樣本管理(li)從(cong)采集到分析(xi)后(hou)處理(li)，涉及物(wu)理(li)位置及物(wu)理(li)狀態(tai)管理(li)。對于檢驗(yan)(yan)檢測(ce)類實(shi)(shi)驗(yan)(yan)室，樣(yang)本(ben)的管理覆蓋了從采(cai)(cai)集(ji)環(huan)(huan)節（進(jin)入(ru)實(shi)(shi)驗(yan)(yan)室之前）到完成分析后的銷(xiao)毀(hui)或保存處理全流程，主要涵(han)蓋了采(cai)(cai)集(ji)、運輸(shu)、分析和銷(xiao)毀(hui)或保存。采(cai)(cai)集(ji)和運輸(shu)之間(jian)(jian)、運輸(shu)和分析之間(jian)(jian)如果時(shi)間(jian)(jian)間(jian)(jian)隔較長(chang)，為(wei)確保樣(yang)本(ben)在有效狀(zhuang)態，還會涉(she)及到樣(yang)本(ben)保存甚至樣(yang)品離(li)心環(huan)(huan)節。
全(quan)流(liu)程、一體化智慧樣(yang)本管理正在(zai)興起(qi)。傳統(tong)的(de)樣本(ben)管理(li)主(zhu)要采用人工核驗和(he)紙質記錄，負(fu)責樣本(ben)管理(li)的(de)人員全部工作均人力完成，效(xiao)率(lv)極(ji)低，且樣本(ben)容易受(shou)到人為操作污染，錯誤率(lv)高。智(zhi)慧樣本(ben)管理(li)的(de)需求由此(ci)而生(sheng)，這一過程大致(zhi)也可以分為三個階段。
圖表13 樣本管理智慧化三個階段
1.0階段(duan)主要采(cai)用條碼(ma)掃描+電(dian)(dian)子記(ji)錄(lu)的方(fang)法進行樣(yang)本(ben)管理。條碼(ma)掃描提升(sheng)了樣(yang)本(ben)采(cai)集、查(cha)找等環節的效(xiao)率，電(dian)(dian)子記(ji)錄(lu)也保證(zheng)了樣(yang)本(ben)結(jie)果的可追溯性(xing)。
2.0階段(duan)主要采用物聯網和(he)大數(shu)據技(ji)術，通過(guo)傳感(gan)(gan)器感(gan)(gan)知樣(yang)(yang)品物理(li)(li)(li)(li)(li)(li)狀態(tai)(tai)再通過(guo)軟(ruan)件系(xi)統(tong)進(jin)行一體(ti)化(hua)全流程(cheng)（從采集到分析后(hou)的處(chu)理(li)(li)(li)(li)(li)(li)）樣(yang)(yang)本(ben)管理(li)(li)(li)(li)(li)(li)。以血液(ye)采集場景(jing)為例(li)，在(zai)傳統(tong)及1.0階段(duan)的管理(li)(li)(li)(li)(li)(li)中(zhong)，血液(ye)采集后(hou)樣(yang)(yang)本(ben)管理(li)(li)(li)(li)(li)(li)未實現體(ti)系(xi)化(hua)，在(zai)部分血站和(he)醫院(yuan)內，查找(zhao)時耗費大量時間和(he)人力，易出現人為差錯，而且存(cun)在(zai)樣(yang)(yang)本(ben)保存(cun)環境不達標，樣(yang)(yang)本(ben)損(sun)壞的風險。在(zai)2.0階段(duan)中(zhong)，通過(guo)傳感(gan)(gan)器感(gan)(gan)知樣(yang)(yang)本(ben)的物理(li)(li)(li)(li)(li)(li)位(wei)置及物理(li)(li)(li)(li)(li)(li)狀態(tai)(tai)，包括溫(wen)度、顏色(se)和(he)分層(ceng)等情況，然后(hou)通過(guo)軟(ruan)件系(xi)統(tong)可快速定位(wei)樣(yang)(yang)本(ben)物理(li)(li)(li)(li)(li)(li)位(wei)置進(jin)行查找(zhao)、實時了解樣(yang)(yang)本(ben)處(chu)理(li)(li)(li)(li)(li)(li)進(jin)程(cheng)，并實時識別樣(yang)(yang)本(ben)物理(li)(li)(li)(li)(li)(li)狀態(tai)(tai)且在(zai)異(yi)常時報警等。
3.0階段(duan)在(zai)2.0的(de)(de)(de)(de)基礎上(shang)加入了自動(dong)化的(de)(de)(de)(de)流水線(xian)建設(she)，進一(yi)步減少了樣(yang)本及(ji)處理(li)過(guo)程(cheng)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)人力(li)工作(zuo)。傳(chuan)統采(cai)集后(hou)(hou)的(de)(de)(de)(de)樣(yang)本統一(yi)儲存放(fang)在(zai)存放(fang)箱，累積一(yi)定(ding)數量后(hou)(hou)由(you)醫(yi)院人員送到檢驗科(ke)進行檢驗。在(zai)樣(yang)本管理(li)的(de)(de)(de)(de)3.0階段(duan)，采(cai)集的(de)(de)(de)(de)樣(yang)本通過(guo)流水線(xian)自動(dong)被運(yun)輸到實驗室后(hou)(hou)，會得到立刻(ke)的(de)(de)(de)(de)處理(li)和分析。這樣(yang)一(yi)來(lai)，醫(yi)生上(shang)班后(hou)(hou)便可查看結(jie)果(guo)而無需(xu)等待或反復(fu)查閱結(jie)果(guo)是否已經(jing)出具(ju)。
除(chu)了(le)樣本采集(ji)、運(yun)輸、分(fen)析環節可以實現自動化，樣本分(fen)析后的處(chu)(chu)理過(guo)程也可通過(guo)流水線全(quan)自動處(chu)(chu)理，按設定的處(chu)(chu)理要求進(jin)行消毒銷毀或分(fen)類存儲。不過(guo)這一階段(duan)適(shi)用(yong)于樣本采集(ji)及處(chu)(chu)理發生(sheng)在(zai)同一地點的應用(yong)場景，如(ru)醫(yi)院場景的生(sheng)化檢驗(yan)、免疫(yi)檢驗(yan)和分(fen)子診斷等。
■ 數(shu)字化建(jian)設打(da)破數(shu)據(ju)孤島，高集成性讓結果互(hu)聯(lian)互(hu)通
從“質(zhi)量”上讓數(shu)據管理更智(zhi)慧。通過(guo)自動化建設(she)讓數(shu)(shu)據產生(sheng)(sheng)的(de)(de)過(guo)程(cheng)完(wan)全按照(zhao)(zhao)設(she)定(ding)，從而(er)保證(zheng)了產生(sheng)(sheng)過(guo)程(cheng)中數(shu)(shu)據的(de)(de)質量(liang)(liang)；在數(shu)(shu)據產生(sheng)(sheng)后(hou)的(de)(de)應用過(guo)程(cheng)，同樣(yang)也需要(yao)保證(zheng)數(shu)(shu)據質量(liang)(liang)。對于檢驗檢測類實驗室，應用過(guo)程(cheng)的(de)(de)數(shu)(shu)據質量(liang)(liang)保證(zheng)主要(yao)體現在兩個(ge)維度(du)，第一(yi)是結果(guo)與“人”的(de)(de)精(jing)準對應，第二是同一(yi)個(ge)人的(de)(de)多種數(shu)(shu)據快速(su)精(jing)準集成、審(shen)核并按照(zhao)(zhao)模板輸出報告。
數字化管理軟(ruan)件(jian)在數據應(ying)用過程(cheng)保障數據質量。將實(shi)驗(yan)室(shi)中所有(you)(you)儀(yi)器(qi)(qi)(qi)產生的(de)數據(ju)有(you)(you)效集成(cheng)，是此過程的(de)第一(yi)步。實(shi)驗(yan)室(shi)使(shi)用來自不(bu)同品(pin)牌(pai)的(de)各種儀(yi)器(qi)(qi)(qi)設(she)(she)(she)備(bei)，大多數硬件設(she)(she)(she)備(bei)都配有(you)(you)相應的(de)中控軟件以便實(shi)驗(yan)室(shi)查看(kan)、導出和下載檢(jian)驗(yan)檢(jian)測數據(ju)結果，但各品(pin)牌(pai)廠商出于產品(pin)數據(ju)保護或(huo)商業目的(de)，并(bing)不(bu)完全開放儀(yi)器(qi)(qi)(qi)設(she)(she)(she)備(bei)的(de)數據(ju)接口，使(shi)得儀(yi)器(qi)(qi)(qi)設(she)(she)(she)備(bei)數據(ju)無法互(hu)(hu)聯互(hu)(hu)通(tong)，實(shi)驗(yan)室(shi)信息孤島叢生。因此，如何打通(tong)儀(yi)器(qi)(qi)(qi)設(she)(she)(she)備(bei)的(de)數據(ju)接口，實(shi)現(xian)全實(shi)驗(yan)室(shi)數據(ju)互(hu)(hu)聯互(hu)(hu)通(tong)是首需解決的(de)問題。
其(qi)次，不同(tong)(tong)(tong)儀器設備數(shu)據(ju)(ju)以不同(tong)(tong)(tong)形(xing)式生成，且各自格式不同(tong)(tong)(tong)，因(yin)此在數(shu)據(ju)(ju)集成與輸出報告之間，還(huan)涉及數(shu)據(ju)(ju)抽取、歸集、清(qing)洗(xi)、分類和儲(chu)存等數(shu)據(ju)(ju)處理需求(qiu)。由此，相關的(de)專業管(guan)理軟件(jian)產品應需而生，保障檢驗(yan)檢測(ce)類實驗(yan)室在數(shu)據(ju)(ju)應用過程中的(de)“質量”。
最早出現的實驗室管理(li)系統LIMS，圍(wei)繞樣本優化數據管理(li)。目前，服務于智慧實驗室的(de)軟件系統較多，如LIMS、LES、ELN、SDMS、CDS等，其中最早(zao)出現的(de)是實驗室管理系統（Laboratory Information Management System，LIMS）。
自20世紀60年代起，經過了(le)多年的發(fa)展(zhan)累積，對于標準(zhun)化較強(qiang)的檢(jian)驗檢(jian)測類實驗室所(suo)使用的儀(yi)器設備，LIMS系統已(yi)經擁有強(qiang)大的數(shu)據集成能力，并且能夠(gou)通過一系列數(shu)據處(chu)理(li)環節后按照模(mo)板設置出具相(xiang)應報告(gao)。
LIMS很好地解(jie)決了(le)檢驗(yan)檢測類實驗(yan)室在數據應用(yong)中的(de)智慧化(hua)升(sheng)級需求，但LIMS的(de)功能遠不止于(yu)此。除了(le)對檢驗(yan)檢測本身產出(chu)的(de)結果數據的(de)管理（如圖(tu)表中藍(lan)色模塊部分所示），LIMS圍繞樣本，還涉及樣本登記、任務分配(pei)、實驗(yan)分析過程、結果審核和報告(gao)發布等流程的(de)管理（如圖(tu)表中橙(cheng)色模塊部分所示）。
圖表14 LIMS系(xi)統圍繞樣本的(de)流程(cheng)管理過程(cheng)
近年來，LIMS產品(pin)呈現不(bu)斷(duan)延伸的(de)趨勢，在(zai)原有的(de)樣本管(guan)(guan)(guan)理(li)(li)流程基礎上加入試劑(ji)管(guan)(guan)(guan)理(li)(li)、儀器(qi)校核(he)、QA數據(ju)統(tong)計(ji)信息管(guan)(guan)(guan)理(li)(li)、財務報價等(deng)模(mo)塊，實(shi)現更(geng)加全(quan)面的(de)實(shi)驗室管(guan)(guan)(guan)理(li)(li)。正是(shi)由于LIMS軟件模(mo)塊功(gong)能的(de)不(bu)斷(duan)衍生和創新，也使得各企業的(de)LIMS產品(pin)之間可能存在(zai)不(bu)少差異。
研(yan)究研(yan)發類實驗(yan)室(shi)
■ 自動化建(jian)設(she)對儀器精(jing)度、系統(tong)柔性提出更高要(yao)求
實驗室(shi)的自動(dong)化建設，個性化定制需(xu)求更高。研(yan)究研(yan)發類實驗(yan)室(shi)自動化(hua)建(jian)設與檢驗(yan)檢測(ce)類實驗(yan)室(shi)有著相似的(de)(de)階段，不過，前者(zhe)實驗(yan)流(liu)程更加靈活，這意味著服務研(yan)發類實驗(yan)室(shi)的(de)(de)智慧化(hua)建(jian)設企業需要(yao)付出(chu)更多的(de)(de)人力成本(ben)，在充分理(li)解(jie)實驗(yan)流(liu)程的(de)(de)基礎上，做定(ding)制化(hua)開發和配置。
圖表15 兩大類醫學實驗室自動化建設(she)需求區別
擁有強大的模塊基礎+根據(ju)需(xu)求(qiu)將基礎模塊快速集成是自動化建設關(guan)鍵。服務(wu)企業要(yao)幫助(zhu)研(yan)究研(yan)發類實(shi)驗(yan)室完成(cheng)自動化(hua)建設(she)需要(yao)具備的(de)關鍵能力(li)之一是擁有足夠強大的(de)基礎(chu)模塊能夠覆蓋全部的(de)操作環節，這是對企業在具體實(shi)驗(yan)室應用場景需求理(li)解上的(de)考驗(yan)。
其二就(jiu)是能夠深(shen)入了(le)解(jie)每一個實驗室應(ying)用場景需(xu)求(qiu)，并根據(ju)需(xu)求(qiu)將相應(ying)基礎板塊(kuai)適配(pei)起(qi)來，快速(su)響應(ying)復雜而非(fei)標準的需(xu)求(qiu)。因此，對(dui)于服務企業(ye)來說，基礎模(mo)塊(kuai)建設與模(mo)塊(kuai)之間的快速(su)組合能力需(xu)要重點打(da)磨和提升。
自動化建(jian)設解放人力的同(tong)時(shi)，提高實(shi)驗效率、降低實(shi)驗錯誤(wu)率，節(jie)約實(shi)驗總成本。研究(jiu)和研發過(guo)(guo)程是一個不(bu)(bu)斷(duan)試(shi)錯的(de)(de)過(guo)(guo)程，傳統實驗室需要耗費(fei)大量的(de)(de)勞動力，這種(zhong)高(gao)重復(fu)性和高(gao)不(bu)(bu)確定甚至高(gao)失敗率(lv)的(de)(de)過(guo)(guo)程，對于科學(xue)家(jia)和研究(jiu)員是身(shen)心(xin)的(de)(de)雙重考驗。自動化建(jian)設(she)可以將科學(xue)家(jia)和研究(jiu)員從不(bu)(bu)斷(duan)重復(fu)的(de)(de)實驗中(zhong)解(jie)放(fang)出來，從而專注(zhu)于實驗本(ben)身(shen)的(de)(de)設(she)計(ji)、調整和結果分析上，不(bu)(bu)僅如此，通過(guo)(guo)自動化儀器及(ji)機(ji)器人(ren)的(de)(de)輔助，實驗效(xiao)率(lv)也(ye)大幅(fu)提升。
此外，據調研(yan)，藥物(wu)研(yan)發的(de)過程(cheng)中，由(you)于實(shi)驗(yan)人(ren)員操(cao)作失誤(wu)導致的(de)成本增加占總(zong)成本超過30%，自動化建(jian)設可(ke)以(yi)(yi)有效避免這(zhe)部分(fen)不(bu)必要的(de)成本。加上高操(cao)作精度的(de)機器人(ren)或機器手臂的(de)運用(yong)，實(shi)驗(yan)環節試劑使用(yong)可(ke)以(yi)(yi)減少到傳(chuan)統(tong)人(ren)工操(cao)作的(de)五分(fen)之一(yi)，從而從另一(yi)個維(wei)度繼續減少實(shi)驗(yan)總(zong)成本。
數(shu)字化(hua)建設，縮短(duan)研究(jiu)研發進程。以新藥研發為例，這個對藥企和(he)全世界醫療意義非凡的(de)過程，存在(zai)耗時長、投入(ru)高(gao)、成功(gong)率(lv)低的(de)痛點。
醫學實驗(yan)室數字化(hua)建設可(ke)以(yi)在藥物(wu)(wu)研(yan)發(fa)(fa)的(de)全流程提供輔助。從實驗(yan)室階段的(de)靶點發(fa)(fa)現到(dao)化(hua)合(he)物(wu)(wu)研(yan)究，再到(dao)后期的(de)志愿者招募(mu)信(xin)息，以(yi)及(ji)后期的(de)利用可(ke)穿戴設備連(lian)接實驗(yan)室管理系統進(jin)行的(de)遠(yuan)程監控和實時(shi)數據(ju)反饋實驗(yan)室進(jin)行分析(xi)等(deng)環節(jie)，通過軟(ruan)件系統助力都可(ke)以(yi)提升(sheng)效率，降低新藥研(yan)發(fa)(fa)成本同時(shi)控制新藥研(yan)發(fa)(fa)風險。
圖表16 數字(zi)化(hua)建設(she)對(dui)藥物發(fa)現的(de)作(zuo)用
傳統的(de)高通(tong)(tong)量篩選(xuan)庫通(tong)(tong)常(chang)含有約百萬種(zhong)化(hua)合物(wu)(wu)(wu)，其中每種(zhong)化(hua)合物(wu)(wu)(wu)價(jia)格通(tong)(tong)常(chang)為50-100美(mei)元。初始篩選(xuan)過程可(ke)能花費數百萬美(mei)元加上幾(ji)(ji)個月(yue)的(de)工作。隨后的(de)先導化(hua)合物(wu)(wu)(wu)優化(hua)可(ke)能需要(yao)數年才(cai)能確定臨(lin)(lin)床前候選(xuan)藥(yao)物(wu)(wu)(wu)。相比之下，采用智(zhi)慧(hui)化(hua)的(de)藥(yao)物(wu)(wu)(wu)發現(xian)系統，虛(xu)擬(ni)化(hua)合物(wu)(wu)(wu)幾(ji)(ji)天內可(ke)以篩選(xuan)數十億個分(fen)子的(de)文(wen)庫，預測識(shi)別臨(lin)(lin)床前候選(xuan)物(wu)(wu)(wu)將縮短時間至幾(ji)(ji)個月(yue)至一年。
智慧化實驗室在(zai)新藥發現中(zhong)運用(yong)(yong)的AI技術包括自然(ran)語(yu)言處理、機(ji)器(qi)學(xue)(xue)(xue)習(xi)(xi)、深(shen)(shen)度學(xue)(xue)(xue)習(xi)(xi)、知識圖譜、計算機(ji)視覺等，目前機(ji)器(qi)學(xue)(xue)(xue)習(xi)(xi)和深(shen)(shen)度學(xue)(xue)(xue)習(xi)(xi)方(fang)法算法模型在(zai)藥物(wu)靶點發現、化合物(wu)高通(tong)量篩選、蛋(dan)白(bai)結構(gou)及(ji)作(zuo)用(yong)(yong)預測等方(fang)面(mian)應用(yong)(yong)較為廣泛(fan)。此外，人工智能(neng)在(zai)醫學(xue)(xue)(xue)實驗室中(zhong)的常(chang)見應用(yong)(yong)環節還包括：
細胞研究階段的(de)智慧(hui)化。傳統(tong)的(de)(de)視覺檢(jian)查識別圖(tu)像(xiang)(xiang)分析效(xiao)率(lv)極低，通過(guo)智(zhi)慧化的(de)(de)圖(tu)像(xiang)(xiang)分析系統(tong)可以對(dui)目(mu)標細胞(bao)類(lei)型進行快(kuai)速鑒別與分析。以乳腺(xian)癌細胞(bao)為(wei)例(li)，通過(guo)改變圖(tu)像(xiang)(xiang)對(dui)比度將細胞(bao)圖(tu)像(xiang)(xiang)從背(bei)景中分割(ge)并提取不同類(lei)型的(de)(de)紋理特征，運用最小二乘法與支(zhi)持向(xiang)量(liang)機（LS - SVM）等算法數字化系統(tong)進行高速細胞(bao)分類(lei)。
對(dui)于(yu)細(xi)胞(bao)分(fen)選，基(ji)于(yu)AI的圖(tu)像分(fen)析決(jue)策(ce)可以使機器(qi)人(ren)準確地分(fen)離樣(yang)品中的不(bu)同(tong)細(xi)胞(bao)類(lei)型。目前(qian)大部(bu)分(fen)圖(tu)像激活細(xi)胞(bao)分(fen)選（IACS）設備(bei)使用基(ji)于(yu)AI的卷積(ji)深度神經網絡算法（DDN），可以在幾(ji)十毫(hao)秒(miao)內進(jin)行(xing)高速數字圖(tu)像處理(li)和決(jue)策(ce)。
在藥(yao)物篩(shai)選中(zhong)的智慧化。藥物(wu)(wu)的構(gou)效(xiao)關(guan)系是指藥物(wu)(wu)的化學活(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)與(yu)藥效(xiao)的關(guan)系。傳統的構(gou)效(xiao)關(guan)系研究以定(ding)(ding)性(xing)(xing)(xing)(xing)研究為主，生理(li)活(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)物(wu)(wu)質結構(gou)與(yu)活(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)的關(guan)系進行推測(ce)，進而確定(ding)(ding)靶酶活(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)位點的結構(gou)并設計。智慧化藥物(wu)(wu)發現手(shou)段的運(yun)用，使得以計算機為輔助工具的定(ding)(ding)量構(gou)效(xiao)關(guan)系（QSAR）方法成為合理(li)藥物(wu)(wu)設計的重要方法之一。
藥物(wu)設計中的智(zhi)慧化。由于新藥(yao)物(wu)分子通(tong)常根(gen)據靶(ba)蛋(dan)白的配(pei)體結合(he)位(wei)點的3D微觀空(kong)間信(xin)息設計，因此靶(ba)蛋(dan)白3D結構對于基(ji)于結構的藥(yao)物(wu)發現(xian)至關(guan)重要。智(zhi)慧化、數字化工具(ju)的發展將(jiang)助力全球創新藥(yao)企提升藥(yao)物(wu)研發效率和成功率。
根(gen)據(ju)動脈(mo)網數據(ju)庫資(zi)料顯(xian)示，目(mu)前(qian)在我國從事智慧化新(xin)藥發(fa)現(xian)的(de)企(qi)業(ye)(ye)超過50家，我們(men)統計部(bu)(bu)分企(qi)業(ye)(ye)今(jin)年投(tou)融資(zi)信息后發(fa)現(xian)，目(mu)前(qian)該(gai)賽道在經(jing)歷(li)了前(qian)期的(de)投(tou)融資(zi)的(de)熱度衰退(tui)后，正迎來理(li)性(xing)發(fa)展、細分領(ling)域(yu)下沉與分化的(de)階段。部(bu)(bu)分企(qi)業(ye)(ye)逐漸專注于(yu)數字化驅動的(de)某一階段服務；部(bu)(bu)分企(qi)業(ye)(ye)開始嘗試與硬件甚(shen)至實驗室創(chuang)新(xin)藥研發(fa)其他環節服務的(de)融合。
■ 軟硬件結合，從制(zhi)作、培育到儲存保(bao)護珍貴的(de)實驗樣本
智慧化樣本培養、運輸及(ji)儲(chu)存，保護價值連城的樣本。在(zai)檢(jian)驗(yan)(yan)檢(jian)測類實驗(yan)(yan)室中，樣本(ben)需要被(bei)即時(shi)分析處理(li)給出(chu)數據，而在(zai)研(yan)(yan)究研(yan)(yan)發類實驗(yan)(yan)室中，樣本(ben)往往需要被(bei)正確制作(zuo)、培養以及(ji)保存(cun)較(jiao)長(chang)的時(shi)間(jian)，因此在(zai)樣本(ben)管理(li)的需求(qiu)中，后者(zhe)在(zai)前者(zhe)的需求(qiu)基礎上對樣本(ben)的制作(zuo)、適溫培養和低(di)溫儲存(cun)及(ji)運輸的需求(qiu)更加迫切。圍繞這三(san)點需求(qiu)，智慧化樣本(ben)管理(li)依(yi)然需要專業硬件設備及(ji)配(pei)套軟件系統共同助力。
自(zi)動化建(jian)設，提高制樣效率(lv)、避免人為差別。很長一段時(shi)間，擁有強“樣(yang)(yang)本(ben)制(zhi)作能力”的研究員是實驗室重(zhong)要價(jia)值之一。如果將制(zhi)樣(yang)(yang)“重(zhong)任”全部放(fang)在一人(ren)(ren)身上，制(zhi)樣(yang)(yang)效率(lv)難以(yi)滿(man)足實驗需求(qiu)，而多人(ren)(ren)制(zhi)樣(yang)(yang)，樣(yang)(yang)本(ben)間質(zhi)量的差(cha)異又不可避免(mian)（事實上，哪怕同一人(ren)(ren)制(zhi)作的樣(yang)(yang)本(ben)也極易出現差(cha)異）。自動化給了制(zhi)樣(yang)(yang)完美的解決方案，一方面解放(fang)人(ren)(ren)力，提升樣(yang)(yang)本(ben)制(zhi)作效率(lv)；更重(zhong)要是保證了樣(yang)(yang)本(ben)的同質(zhi)性。
軟硬(ying)件(jian)融合，智(zhi)慧監控樣本保(bao)存環境。樣(yang)(yang)(yang)本的(de)(de)(de)低(di)溫狀(zhuang)態一方(fang)面靠(kao)過硬(ying)的(de)(de)(de)技術設備提(ti)供，另一方(fang)面還需要配套的(de)(de)(de)智能(neng)軟件監控(kong)(kong)。低(di)溫冰箱(xiang)供應商往(wang)往(wang)為(wei)樣(yang)(yang)(yang)本保存設備配置有相應的(de)(de)(de)軟件系(xi)(xi)統(tong)(tong)，以實現(xian)在溫度(du)出現(xian)異常時立即報警，避免(mian)樣(yang)(yang)(yang)本損壞(huai)的(de)(de)(de)監控(kong)(kong)職能(neng)。此(ci)外，來自軟件研發企業(ye)的(de)(de)(de)專注樣(yang)(yang)(yang)本管理的(de)(de)(de)軟件系(xi)(xi)統(tong)(tong)也為(wei)實驗室管理者提(ti)供了另一種選擇。
■ 數(shu)字化建設讓實驗數(shu)據不(bu)止(zhi)是結果，更是驅(qu)動因素(su)
研究研發類實驗室的數據(ju)處理(li)需求維(wei)度更廣。研究(jiu)研發類(lei)(lei)(lei)實(shi)驗(yan)室(shi)產生的(de)(de)實(shi)驗(yan)數(shu)據(ju)(ju)(ju)形式(shi)更(geng)加多樣(yang)，除了(le)與檢(jian)驗(yan)檢(jian)測類(lei)(lei)(lei)實(shi)驗(yan)室(shi)一(yi)樣(yang)產生大(da)量(liang)(liang)的(de)(de)數(shu)字數(shu)據(ju)(ju)(ju)外，通常(chang)還有大(da)量(liang)(liang)的(de)(de)圖片、記錄樣(yang)本狀態的(de)(de)文字、對于(yu)操作(zuo)流(liu)程記錄的(de)(de)文字等。此外，研究(jiu)研發類(lei)(lei)(lei)實(shi)驗(yan)室(shi)對于(yu)數(shu)據(ju)(ju)(ju)處理的(de)(de)需求也更(geng)為多維，除了(le)將數(shu)據(ju)(ju)(ju)集(ji)成后(hou)按(an)照模板排序外，還涉及大(da)量(liang)(liang)的(de)(de)計(ji)算，并需要滿足實(shi)時查詢和調(diao)用(yong)的(de)(de)需求。
圖表17 兩大類型實驗室數據區別
軟件助力高效處理實驗數(shu)(shu)據、避免數(shu)(shu)據錯誤，降低研發(fa)成(cheng)本(ben)。為了(le)滿(man)足研究研發類實驗室對于數(shu)據(ju)處理的(de)(de)多維(wei)需求，電子實驗記(ji)錄本ELN（Electronic Lab Notebook）應需而生。在(zai)實驗數(shu)據(ju)的(de)(de)記(ji)錄、存儲、查詢、計算、運用上對于傳統的(de)(de)流(liu)程都帶來了(le)極大的(de)(de)智慧化升級。
圖表(biao)18 智慧化(hua)實驗室(shi)中(zhong)實驗數據產生和應(ying)用的優(you)化(hua)點
ELN不僅是(shi)(shi)將記錄在紙上的數(shu)字、文字、圖片等變成電子化格式，更(geng)(geng)重要是(shi)(shi)對于數(shu)據(ju)的處(chu)理(li)和應用。例如(ru)，如(ru)何對每一個數(shu)據(ju)精準打(da)標簽是(shi)(shi)對軟件智(zhi)慧(hui)化程度的極(ji)大考(kao)驗，標簽打(da)得越精準、維度越全面，越能提高數(shu)據(ju)查詢(xun)、計(ji)算、運用的效率，提升軟件的“智(zhi)慧(hui)度”，從而(er)更(geng)(geng)加(jia)切實(shi)(shi)幫助(zhu)科學家和研究員(yuan)解決實(shi)(shi)驗中數(shu)據(ju)管理(li)的問題。
在對實(shi)驗室的(de)調研中得知，由(you)于數據錯誤造成的(de)實(shi)驗成本占據總實(shi)驗成本的(de)近30%。而ELN的(de)運(yun)用，就能(neng)極(ji)大程度減少甚至避免這樣(yang)的(de)成本。
此外，ELN也(ye)(ye)增加了實驗數據(ju)的(de)(de)共享(xiang)性。過去(qu)紙質版本的(de)(de)數據(ju)通過復制或郵件(jian)傳輸等方式傳遞，而(er)ELN的(de)(de)使用可以直接登錄(lu)賬號(hao)查(cha)看，并且數據(ju)還可以進行分權限管理，便(bian)捷的(de)(de)同時也(ye)(ye)提(ti)升了數據(ju)的(de)(de)安全性。海外ELN領頭企業Benchling發布數據(ju)，其現(xian)有客戶在ELN產品助力下(xia)，研發效率提(ti)高(gao)了4倍，電(dian)子郵件(jian)數量(liang)減少了67％，極大地加快了科學家的(de)(de)研究進度。
各類軟件系統，從不同點切入(ru)幫助醫學實(shi)驗室更(geng)“智慧(hui)”。近年來，隨(sui)著國內醫學(xue)實驗(yan)室逐漸從野蠻(man)生長向精(jing)耕細作進化，除了本報告(gao)已經提及的LIMS、ELN軟件外(wai)，也逐步出(chu)現(xian)了更多專(zhuan)注某一細分(fen)板(ban)塊的管理或應用(yong)軟件。
圖表19 常見幾類醫學實(shi)驗室數字化管(guan)理(li)軟件對比(bi)
目前，各類性質的(de)軟(ruan)件(jian)呈現協同和集(ji)成的(de)趨勢，通過延伸擴展自身(shen)模(mo)塊或與其(qi)它軟(ruan)件(jian)集(ji)成的(de)形(xing)式豐富軟(ruan)件(jian)性能，以更(geng)好覆蓋整個醫學(xue)實驗(yan)室數字化管理與應用需求。
智慧(hui)實(shi)驗室軟件(jian)管理系統(tong)亟(ji)待更加(jia)“科學”的價值(zhi)評估方式。需要注(zhu)意(yi)的是，我(wo)國(guo)智慧實(shi)驗(yan)室建(jian)(jian)設軟(ruan)(ruan)件研發企(qi)業普遍融資(zi)輪次靠前。究其(qi)原(yuan)因(yin)，一方面(mian)，國(guo)內科(ke)研人員的接受程度、市(shi)場教育(yu)程度不(bu)夠(gou)，市(shi)場需要更多時間了解軟(ruan)(ruan)件帶來的價值(zhi)(zhi)；另(ling)一方面(mian)，軟(ruan)(ruan)件系統對于實(shi)驗(yan)室智慧化建(jian)(jian)設的價值(zhi)(zhi)缺乏可量化的評(ping)估維度也是產品價值(zhi)(zhi)及企(qi)業估值(zhi)(zhi)偏低的一個重(zhong)要原(yuan)因(yin)。
調研得(de)知，資(zi)本對(dui)于企業的估值(zhi)(zhi)(zhi)普遍(bian)參考軟(ruan)件單(dan)價(jia)和國內實驗(yan)室數量(liang)等維度，往往導致估值(zhi)(zhi)(zhi)偏低。軟(ruan)件為實驗(yan)室帶來的效率(lv)提升，尤其是對(dui)于藥物研發(fa)進(jin)程的加速等價(jia)值(zhi)(zhi)(zhi)難用量(liang)化維度顯現(xian)而往往未能精準計(ji)算在估值(zhi)(zhi)(zhi)之中。因(yin)此，對(dui)于專注(zhu)于軟(ruan)件服務(wu)的企業，除了(le)不(bu)斷打磨(mo)產品(pin)外，如何迭(die)代產品(pin)的價(jia)值(zhi)(zhi)(zhi)體現(xian)，讓(rang)他的市(shi)場價(jia)值(zhi)(zhi)(zhi)更加貼近其本身價(jia)值(zhi)(zhi)(zhi)，也是一個值(zhi)(zhi)(zhi)得(de)關注(zhu)的問題。
未(wei)來趨勢
■ 智慧醫學實驗室尚處起步(bu)期，亟待交叉背(bei)景(jing)人(ren)才(cai)加入
成功(gong)的(de)智慧化實驗室需要技術，更需要對實驗本身的(de)理解(jie)。物聯網(wang)、5G、人工智(zhi)能(neng)、大數據(ju)等(deng)技(ji)術的(de)出現(xian)給實(shi)驗室(shi)智(zhi)慧化提供(gong)了可能(neng)，但從掌握(wo)技(ji)術到精準(zhun)應用技(ji)術中間(jian)還需要對實(shi)驗室(shi)應用場(chang)景的(de)深(shen)刻(ke)理解。只有(you)基(ji)于對應用場(chang)景的(de)深(shen)刻(ke)理解和技(ji)術的(de)精準(zhun)應用才能(neng)提供(gong)具有(you)競爭力的(de)實(shi)驗室(shi)智(zhi)慧化建設方(fang)案。
智(zhi)慧化實(shi)驗室建設企業多擁(yong)有交(jiao)叉背景的團(tuan)隊。目前，在智慧(hui)化實(shi)驗(yan)室賽道的(de)企業(ye)創(chuang)始(shi)(shi)人(ren)或(huo)創(chuang)始(shi)(shi)團(tuan)隊(dui)多(duo)(duo)數(shu)擁有(you)(you)(you)技術和(he)生命科(ke)學的(de)交(jiao)叉(cha)背(bei)景。技術的(de)學習(xi)與實(shi)驗(yan)各個(ge)環節的(de)熟(shu)悉都(dou)沒有(you)(you)(you)捷徑可走，所以在團(tuan)隊(dui)創(chuang)立的(de)時候就擁有(you)(you)(you)這(zhe)至關重要的(de)“兩(liang)條腿”，比憑(ping)借“一(yi)條腿”入(ru)局再逐步學習(xi)“另一(yi)條腿”具(ju)有(you)(you)(you)顯著優(you)勢。在智慧(hui)實(shi)驗(yan)室賽道的(de)投資決策中，創(chuang)始(shi)(shi)人(ren)或(huo)核心團(tuan)隊(dui)擁有(you)(you)(you)工科(ke)與生命科(ke)學交(jiao)叉(cha)背(bei)景對(dui)于資本來說是(shi)一(yi)個(ge)極(ji)其(qi)重要的(de)參考維度。在與企業(ye)的(de)訪談中，多(duo)(duo)數(shu)創(chuang)始(shi)(shi)人(ren)也都(dou)將納入(ru)該類(lei)復合型人(ren)才作為(wei)企業(ye)發展的(de)重要規劃之一(yi)。
智慧實驗室賽(sai)道亟待更多復合(he)型人(ren)才(cai)加入。對于檢測類實(shi)驗(yan)(yan)室(shi)來(lai)(lai)說(shuo)，在相(xiang)關法(fa)規指(zhi)導(dao)下(xia)，對于實(shi)驗(yan)(yan)應用場(chang)景(jing)的(de)理解成本相(xiang)對低(di)一些(xie)，而(er)要理解生命科學(xue)研發類實(shi)驗(yan)(yan)室(shi)的(de)各環節原理與實(shi)驗(yan)(yan)實(shi)施需(xu)(xu)求往往需(xu)(xu)要真正扎根生命科學(xue)領(ling)域并擁有豐(feng)富的(de)實(shi)驗(yan)(yan)實(shi)施經驗(yan)(yan)。就現(xian)在的(de)市(shi)(shi)場(chang)而(er)言，擁有成熟生命科學(xue)實(shi)驗(yan)(yan)室(shi)經驗(yan)(yan)并懂得科技、器(qi)械技術的(de)人(ren)才依然可(ke)遇不(bu)可(ke)求。未來(lai)(lai)，相(xiang)信在政策鼓(gu)勵(li)、資本支(zhi)持和市(shi)(shi)場(chang)需(xu)(xu)求驅動下(xia)，會有越來(lai)(lai)越多擁有復合型背景(jing)的(de)人(ren)才出現(xian)，加速智慧醫學(xue)實(shi)驗(yan)(yan)室(shi)建設進程。
■ 軟(ruan)硬件結合的產品更受市場(chang)青睞，早期(qi)企業合作之勢大于競爭
以自(zi)身優勢為切入點入局，逐步全面發展(zhan)。實(shi)(shi)驗室的運行涉及的環節多而(er)復雜，包括實(shi)(shi)驗本(ben)身的實(shi)(shi)施環節、實(shi)(shi)驗室合規管理(li)、實(shi)(shi)驗室日常(chang)運行管理(li)等(deng)等(deng)。每一(yi)個環節通(tong)過技術助力(li)，只要能讓其更(geng)高效(xiao)、便捷、安全或者合規，都是實(shi)(shi)驗室智(zhi)慧化進程的體現，這也給(gei)智(zhi)慧實(shi)(shi)驗室賽道的企業提供了充足的發揮空(kong)間(jian)。
起初，各企業紛紛以(yi)(yi)自身優(you)(you)勢(shi)為切入(ru)點入(ru)局智(zhi)慧實(shi)驗(yan)室(shi)賽道，之(zhi)后(hou)再(zai)逐步拓(tuo)寬服務范圍，以(yi)(yi)為實(shi)驗(yan)室(shi)提供整體化解決方案為共同的(de)(de)終極(ji)目標(biao)。例如(ru)，致(zhi)力于(yu)機械制造的(de)(de)廠商，憑(ping)借技術優(you)(you)勢(shi)，以(yi)(yi)檢測類(lei)實(shi)驗(yan)室(shi)為突破(po)口，提供自動(dong)化設(she)備或流水(shui)線建設(she)優(you)(you)化實(shi)驗(yan)實(shi)施環(huan)節，之(zhi)后(hou)基于(yu)對實(shi)驗(yan)理(li)解的(de)(de)加深，輔以(yi)(yi)軟件系統助力，進(jin)一步全方面優(you)(you)化實(shi)驗(yan)室(shi)運行，將降本增效做到(dao)極(ji)致(zhi)。
為加速(su)搶占市(shi)場，合作之勢大于競(jing)爭。我(wo)國智慧醫學實(shi)(shi)驗(yan)(yan)室還處于(yu)(yu)十分(fen)早期，有大量(liang)空白市(shi)場等(deng)待企業占(zhan)領(ling)。對于(yu)(yu)實(shi)(shi)驗(yan)(yan)室來說，選(xuan)擇了(le)一項智慧化(hua)建設服務后，無論是硬件設備(bei)還是軟件應用，替代(dai)成本都是相對較(jiao)高的，故實(shi)(shi)驗(yan)(yan)室管理(li)者總是期望(wang)可(ke)(ke)以(yi)盡可(ke)(ke)能“一步到位”。
此時，在質量相同的(de)(de)情(qing)況下，軟硬(ying)件結合的(de)(de)服務商較單純提供(gong)硬(ying)件或軟件的(de)(de)服務商來說(shuo)優勢是(shi)不言(yan)而(er)喻的(de)(de)。此外，智慧(hui)實(shi)驗(yan)室領域涉及的(de)(de)細分賽(sai)道(dao)(dao)廣而(er)深，目(mu)前在各細分賽(sai)道(dao)(dao)的(de)(de)入(ru)局(ju)企業數量距離“飽和(he)”還(huan)有較大的(de)(de)空間(jian)，而(er)不在同一細分賽(sai)道(dao)(dao)的(de)(de)企業之間(jian)更是(shi)“平行”發展。因此，為了更好滿足(zu)終端“一步到位(wei)”的(de)(de)需求(qiu)，加速搶占(zhan)市場，早期智慧(hui)實(shi)驗(yan)室服務企業之間(jian)合作(zuo)之勢大于競爭。
■ 不同實驗室應(ying)用場景，將逐(zhu)步出現頭部智慧化(hua)解(jie)決(jue)方案
深入理解(jie)需求，是(shi)成功智慧(hui)化建設的基礎。檢(jian)(jian)測(ce)(ce)類(lei)和研發(fa)類(lei)實(shi)驗(yan)室(shi)(shi)流(liu)程(cheng)差(cha)(cha)異較大，對于智慧(hui)(hui)化建(jian)設的需求也(ye)(ye)各不相同(tong)。此外，即(ji)使同(tong)為檢(jian)(jian)測(ce)(ce)類(lei)實(shi)驗(yan)室(shi)(shi)，生化檢(jian)(jian)測(ce)(ce)、基因檢(jian)(jian)測(ce)(ce)等不同(tong)應用(yong)場景之(zhi)間(jian)，流(liu)程(cheng)也(ye)(ye)有(you)差(cha)(cha)別，在(zai)細節的樣本處理環節、設備管理環節等都(dou)會有(you)所不同(tong)。這也(ye)(ye)就意味著各實(shi)驗(yan)室(shi)(shi)在(zai)智慧(hui)(hui)化建(jian)設上，需求也(ye)(ye)是多樣化的，甚至差(cha)(cha)異很大。
因(yin)此，深入理(li)解(jie)需求(qiu)，并(bing)緊緊圍繞需求(qiu)打(da)磨產(chan)品，是(shi)智慧(hui)化(hua)(hua)建設(she)的(de)基礎。無論是(shi)企(qi)業(ye)自建智慧(hui)化(hua)(hua)實驗(yan)室(shi)，還(huan)是(shi)服務商提(ti)供智慧(hui)實驗(yan)室(shi)建設(she)方(fang)案，往往都(dou)是(shi)從最為熟悉的(de)一(yi)個或(huo)一(yi)類應用場(chang)景入手，各個環(huan)節精準(zhun)理(li)解(jie)、逐步(bu)建設(she)，從而達成(cheng)該個或(huo)該類實驗(yan)室(shi)、實驗(yan)業(ye)務的(de)智慧(hui)化(hua)(hua)建設(she)閉(bi)環(huan)。
隨著入局者(zhe)增加，實驗室智慧化解決方案(an)將分(fen)應用場景各自綻放(fang)。目前行業(ye)處于發(fa)展(zhan)早(zao)期，各類應用(yong)場(chang)(chang)景(jing)還未出(chu)(chu)現擁有絕對競爭(zheng)壁壘的(de)(de)(de)智慧化服務(wu)解決方(fang)案(an)(an)，大多還處于應用(yong)企業(ye)的(de)(de)(de)共創階段(duan)，部分(fen)更加細分(fen)的(de)(de)(de)應用(yong)場(chang)(chang)景(jing)甚至還未被觸(chu)及。隨(sui)著入(ru)局者越來(lai)越多，智慧實驗室建設將(jiang)(jiang)逐漸從野(ye)蠻生長向精(jing)耕細作進(jin)化，專注一個(ge)或一類應用(yong)場(chang)(chang)景(jing)提供閉環式(shi)的(de)(de)(de)智慧化建設的(de)(de)(de)解決方(fang)案(an)(an)將(jiang)(jiang)逐步展(zhan)示出(chu)(chu)競爭(zheng)優(you)勢(shi)。未來(lai)，智慧醫學(xue)實驗室智慧化建設在不同應用(yong)場(chang)(chang)景(jing)，將(jiang)(jiang)涌現出(chu)(chu)各自的(de)(de)(de)標桿解決方(fang)案(an)(an)。
