优化实验室效率是许多实验室管理人员讨论的重点话题。在新的以及改进的智能技术的支持下，自动化和集成式应用对手动操作的取代使得以往效率和生产率相关的难题迎刃而解，而这有助于为建立完全数字化的实验室（物联网 (IoT) 运动的一部分）铺平道路。
根据全球咨询公司 Gartner 的说法，数字化实验室是指利用数字技术改变实验室运营方式、优化业务模式，并最终提供创造收入和价值新机会的实验室。简而言之，就是向数字业务转变的过程。
安捷伦对制药实验室主管的调查结果支持了这一观点。得到的回应凸显了实验室流程改善和更新的紧迫性。调查者表示他们：
- 希望快速获得结果 (55%)
- 感受到对卓越品质的需求 (44%)
- 希望提高数据可靠性 (43%)
- 认为他们目前的工作流程需要优化 (83%)
其他调查结果表明，只有 4% 的实验室管理人员将利用率数据（了解实验室中所有仪器运行状态的工具）用于决策1。更令人惊讶的是，一些实验室仪器平均仅有 35% 的时间在运行2。
引入智能技术，告别操作繁琐的系统
为了应对现有实验室工作流程常面临的一些主要挑战，智能技术逐渐成为变革的核心。通过助力将普通实验室转变为智能技术实验室，安捷伦等分析公司可以在不影响结果质量、成本效益或实验室空间的情况下为客户提供更好的仪器和服务。
未来实验室是一种建立在数字化实验室基础上的概念。它包括智能技术工作流程系统，这些系统相互连接，并能够通过集成自动化收集大量数据。在英国剑桥举行的“2020 年未来实验室”大会上，活动的主讲人引用“未来实验室将不会被束缚”3 的说法，表明实验室的数字化可实现更高的灵活性，以及分析与其他流程之间的互联性。
数字化互联的实验室推动科学变革
数字化实验室应被视为更先进的实验室，因为它可以访问更多数据。由于数据是推动科学变革的关键，所有实验室生成的数据量不断增加，数字化互联实验室更是如此，这些数据可能会掀起一场重大变革，但前提是必须将其收集并整合为有用的信息和知识。
数字环境（即以电子格式进行的无纸化工作）以数字化为基础。它整合了完整数据分析所需的必要仪器，并充分挖掘数据价值，将其用于制定决策。
人工智能 (AI) 通常被定义为机器学习如何解决认知难题的能力。然而，在科学方法和实验室互联的背景下，AI 开始用于采集数据，以模拟人类观察和决策制定过程。在未来，通过 AI 连接实验室中的所有仪器，将使人们有机会更深入地了解技术以及用户之间的相互作用，从而有可能全面掌握所有实验室操作。
通过监控和确定效率低下的操作并提出建议，AI 不仅可以解析数据，还拥有提示性的智能功能，该功能可用于更有效地管理实验室运营，并最终加速研发进程。
AI 技术将加强实验室的数字化
之所以将 AI 引入实验室操作环境，主要是因为其具备监控操作并提供更成熟见解的能力。获取这种强大的信息来源将成为科学生产力的必要组成部分。这是创建实验室管理系统必经的步骤，该系统非常高效，并可提供只有 AI 才能生成的极具价值的专业知识。
将 AI 与通用监测功能结合用于检测和监控一系列变量（例如仪器的功耗），使公司能够为其业务实现一定的运营和财政收益并制定未来计划。通过高质量且可轻松获得的见解，AI 可以同步监测实验室中所有设备的使用情况并进行整体容量追踪。
实践中数字实验室的要素示意图。
提供数字化创新，解决客户面临的主要挑战
安捷伦开发了一系列技术和平台，通过以下方式增强其仪器产品、服务和消耗品的互联性，从而在提供满足其客户需求的解决方案方面不断突破：
- 一体化的产品与服务，推动数字实验室发展
- 客户首选的快速在线互动，提高运营便利度
- 满足客户需求的解决方案，提高运营效率
例如，作为 Agilent CrossLab 团队的一部分，数字实验室计划是一个产品生态系统，旨在通过向客户最终用户提供增强的数字化能力改善其实验室体验，从而实现相互补充。该计划已通过行业领先的数据智能工具实现了某些技术的应用，从而改善全球实验室的科学成果与经济效益，例如：
- 资产监控 — Agilent CrossLab 资产监控结合使用先进的 IoT 传感器技术和数据分析平台，帮助实验室管理者纵观实验室全局。它将基于传感器的利用率监控与业务分析整合，使您能够采集实验室范围内所有工作流程的仪器利用率数据，查看控制面板中整理的分析工具，从而了解如何改进，并使用事实数据说明 CapEx、OpEx 和分析效率决策的合理性
- 智能预警 — 监控仪器状态，并以电子邮件形式发出提醒，通知实验室操作人员何时考虑更换关键消耗品、何时执行预防性维护，以及实验室中何处的仪器已停止运行。全实验室范围的网络连接使用户能够远程监控其所有的安捷伦仪器
- SLIMS — 最终用户可以有效地追踪实验室中样品从样品接收到自动化结果报告的过程。SLIMS 结合了实验室信息管理系统 (LIMS) 和电子实验记录本 (ELN) 的优势，可实现端到端的解决方案，并管理实验室的全部内容和运营
- OpenLab 软件/云存储 — 从样品管理到复杂分析再到安全的数据存储，云已成为实验室中应对几乎所有计算工作量的切实可行的方案
在竞争激烈的全球环境中保持竞争优势
全球范围内的科学创新正在加速进行，因此实验室需要考虑实现数字化所需的技术投入，以保持竞争优势。我们所处的是一个数据驱动型世界，因此科学实验室必须从根本上改变其创造、管理和有效利用实验室系统中生成的所有数据的方式。要在不断变化的世界中获得并保持竞争优势，需要不断革新实验室运营和科学数据管理。这将是成为真正意义上的数字化实验室的第一步，也是最重要的一步。
参考文献：
1 安捷伦实验室和运营经理的资产管理调查
2 来自安捷伦资产监控的利用率数据；在研发和质量控制中混合使用高价值的 1、2、3 类资产
3 https://www.genengnews.com/insights/biopharmas-lab-of-the-future-cant-wait/