МЕТТЛЕР ТОЛЕДО рекомендует
  • кондуктометр
  • кабель
  • титратор
  • весы
  • электрод
Все категории
  • Все категории
  • Оборудование
  • Поддержка
  • Библиотека
  • Мероприятия и вебинары
  • Другое
Filter
Filter
Категории
  • Все категории
  • Оборудование
  • Поддержка
  • Библиотека
  • Мероприятия и вебинары
  • Другое
Четкие фильтрыПоказать результаты поиска
Содержание страницы:
Главная страница Библиотека Laboratory Division Экосистема взаимосвязанных лабораторий

Экосистема взаимосвязанных лабораторий

Когда данные, приборы, системы и люди работают как единое целое


Экосистема взаимосвязанных лабораторий
Экосистема взаимосвязанных лабораторий

Знаете ли вы?

60% лабораторий внедрили автоматизацию на том или ином уровне, однако лишь 5% создали взаимосвязанную лабораторную экосистему. В результате ученые по-прежнему тратят значительное время на передачу, проверку и повторный ввод данных между несвязанными системами вместо того, чтобы получать полезные выводы. Следующий этап преобразования лабораторий — это не просто дальнейшая автоматизация, а объединение уже используемых технологий.

Источник: исследование Spectaris по автоматизации лабораторий

Возможности взаимосвязанной экосистемы

Современные лаборатории стали более цифровыми, чем когда-либо. Приборы, лабораторное программное обеспечение, платформы автоматизации, корпоративные системы и инструменты ИИ используются на всех этапах измерительных процессов. Однако, несмотря на многолетние инвестиции, многие лаборатории по-прежнему представляют собой набор отдельных технологий, а не по-настоящему взаимосвязанную экосистему.

Взаимосвязанная экосистема объединяет приборы, программное обеспечение, рабочие процессы, данные и людей, обеспечивая бесперебойное перемещение информации по лаборатории. Хотя многие процессы автоматизированы и оцифрованы, они часто остаются в рамках отдельных систем, приложений или рабочих процессов.

Согласно исследованию McKinsey, системы цифрового ведения документации, такие как лабораторные информационные системы управления (LIMS) или электронные лабораторные журналы (ELN), оснащенные удобными генераторами рабочих процессов, стали неотъемлемой частью современной лабораторной инфраструктуры. Системы цифрового ведения документации также позволили эффективнее управлять рабочими процессами, создавая гибкие и адаптируемые структуры для исследований, что особенно важно, поскольку исследования меняются с учетом полученных результатов. 

Однако создание взаимосвязанной экосистемы — непростая задача.  Согласно анализу McKinsey & Company, большинство лабораторий располагают десятками приборов и систем, зачастую поставляемых разными производителями.  

В таблице ниже показано, как со временем могут меняться лабораторные системы, рабочие процессы и подходы к управлению данными. Лаборатории находятся на разных этапах этого пути: степень цифровизации, автоматизации и интеграции существенно различается в зависимости от лаборатории и отрасли.

Функции лабораторииТекущее состояниеПроблемы экосистемы
Взвешивание
Значения массы могут передаваться в цифровом виде, однако метаданные часто регистрируются отдельно или интегрируются лишь частично.Данные остаются изолированными в приборе или локальном программном обеспечении.
Аналитические измерения Приборы формируют цифровые результаты измерений и метаданные.Результаты часто проходят между системами через цепочку цифровых, бумажных и снова цифровых рабочих процессов.
Обработка образцовРоботизированные рабочие станции автоматизируют повторяющиеся задачи.Автоматизация часто ограничивается отдельным рабочим процессом.
Управление рабочими процессами Платформы LIMS частично координируют лабораторные испытания, отслеживание образцов и рабочие процессы.Системы LIMS обеспечивают лишь частичную автоматизацию и сбор только части связанных данных.
Документация и соответствие требованиям в LIMSЭлектронные записи и журналы аудита помогают выполнять требования к документации и соответствию.Важные записи распределены по нескольким системам, поэтому к ним трудно получить доступ и передавать их другим.
Анализ данных и отчетность Программные инструменты и приложения с поддержкой ИИ помогают анализировать результаты и получать полезные выводы.Перед анализом данные часто приходится объединять из нескольких источников.

Проблема заключается в отсутствии связности. 

Эти системы не предназначены для взаимодействия друг с другом.  В результате учёные часто сами становятся связующим звеном: вручную переносят образцы между устройствами, повторно вводят результаты измерений и перемещают данные между разрозненными рабочими процессами.  

Это не только отнимает ценное время, которое учёные могли бы посвятить исследованиям, но и приводит к неэффективности, задержкам и повышает риск ошибок. По мере того как лаборатории стремятся масштабировать автоматизацию и возможности на базе ИИ, стандартизированные модели данных, совместимое программное обеспечение и бесперебойная связь между устройствами становятся важнейшими условиями создания взаимосвязанной лаборатории. 

В этом аналитическом обзоре рассматривается, почему лаборатории остаются разрозненными, несмотря на десятилетия инвестиций в технологии, каковы издержки несвязанных систем и почему создание экосистемы взаимосвязанной лаборатории — следующий этап трансформации лабораторий. 

Налог на фрагментацию

Налог на фрагментацию

Несмотря на значительные инвестиции в цифровые технологии, лабораторные данные часто остаются разрозненными. TetraScience предполагает, что в отрасли существует более 10 миллионов изолированных хранилищ данных, а Siemens сообщает, что в среднем до выхода на рынок доходит один из тысячи кандидатов в лекарственные препараты, а 57% учёных называют изолированные хранилища данных главным препятствием для эффективного использования лабораторных данных. Эти выводы указывают на проблему, с которой сталкивается вся отрасль: лабораторные данные, технологии и рабочие процессы часто остаются разрозненными, несмотря на значительные инвестиции в цифровые решения.

Фрагментация проявляется по-разному: от неэффективных рабочих процессов и дублирования усилий до задержек с внедрением технологий и затрат на интеграцию. Каждая из этих проблем по отдельности может показаться решаемой, но вместе они создают значительную нагрузку на работу лабораторий.

В отрасли есть названия для многих отдельных проблем. Но для их совокупного эффекта термина нет. В этом документе мы называем этот эффект налогом на фрагментацию. 

В отличие от капитальных вложений, которые отражаются отдельной строкой бюджета, стоимость фрагментации редко видна в каком-то одном месте. Вместо этого она проявляется в снижении производительности, дополнительных усилиях, постоянных затратах на поддержку интеграций, более медленном внедрении технологий и задержках в достижении бизнес-результатов. Поскольку эти издержки распределены между рабочими процессами и подразделениями, организации часто недооценивают их истинный масштаб.Последствия фрагментации проявляются в четырёх ключевых областях:

  • Операционные затраты: Наиболее очевидные издержки связаны с усилиями, необходимыми для перемещения данных между системами и их согласования. Учёные и лаборанты тратят ценное время на перенос, проверку и подготовку информации для отчётности, хотя могли бы использовать это время для получения новых результатов.

  • Затраты на обеспечение соответствия требованиям: Интеграции позволяют системам взаимодействовать, но требуют регулярного тестирования, валидации и документирования. Со временем поддержка этих связей может стать для лабораторий серьёзной нагрузкой.

  • Альтернативные издержки: В разрозненных экосистемах сложнее внедрять новые приборы, программное обеспечение и средства автоматизации. Лаборатории тратят много времени на интеграцию новых технологий, прежде чем те начнут приносить максимальную пользу.

  • Организационные издержки: Когда системы и рабочие процессы недостаточно связаны, прогресс замедляется. Команды становятся осторожнее, обосновать инвестиции становится труднее, а будущие инициативы встречают больше сопротивления.

Единая цифровая лаборатория: шесть ключевых составляющих

Экосистема взаимосвязанных лабораторий
Connected Laboratories Ecosystem

Экосистема лаборатории — это взаимосвязанная среда, в которой приборы, программное обеспечение, рабочие процессы, люди и данные функционируют совместно как элементы единой скоординированной системы, а не как независимые технологические островки. 

Она основана на шести ключевых опорных элементах.

Экосистема подключенных лабораторий
Connected Laboratories Ecosystem

Почему ключевые компоненты остаются разрозненными?

Несмотря на значительные инвестиции в технологии, многим лабораториям сложно в полной мере реализовать потенциал инициатив по преобразованию своей экосистемы.  Часто проблема заключается не в самих технологиях, а в возможности связать системы, данные и рабочие процессы в лаборатории: приборы, программные платформы, робототехнические системы и корпоративные приложения. Обычно их разрабатывали для выполнения конкретных задач, в результате чего возникала разрозненная система, где связь между компонентами обеспечивалась с помощью пользовательских интерфейсов, промежуточного программного обеспечения, электронных таблиц и обходных решений с ручным вводом данных.

Хотя в краткосрочной перспективе такие подключения эффективны, в долгосрочной они увеличивают затраты и усложняют работу. Что еще важнее, они могут ослабить связь между данными и контекстом, который придает им смысл.

Лаборатории генерируют огромные объемы цифровых данных, однако сами по себе данные не создают ценности.  

Результат измерения имеет смысл, только если он связан с контекстом, в том числе с параметрами метода, статусом калибровки, временными метками, сведениями об операторе, журналами аудита и другими метаданными, необходимыми для обеспечения целостности и прослеживаемости. Если системы обмениваются результатами без этой сопутствующей информации, доверие к данным может снизиться. 

При передаче данных между системами этот контекст может фрагментироваться или теряться. Поэтому задача заключается не просто в передаче результатов из одной системы в другую, а в том, чтобы обеспечить сохранность всей записи на протяжении всего рабочего процесса лаборатории.

Последствия различаются в зависимости от отрасли, но их первопричина одна и та же. Фармацевтические организации называют это проблемой целостности данных. Для испытательных, контрольных и аккредитованных лабораторий это риск нарушения прослеживаемости во время аудитов, расследований или принятия решений о выпуске продукции. 

Именно поэтому преобразование лабораторий все чаще направлено на развитие экосистем, а не отдельных технологий.  

Интеграция и открытые стандарты: основа взаимосвязанной лаборатории

Экосистема подключенных лабораторий
Connected Laboratories Ecosystem

Экосистема лаборатории обычно включает аналитические приборы, роботизированные платформы, программное обеспечение для планирования и координации процессов, системы управления лабораторной информацией (LIMS), лабораторные исполнительные системы (LES), электронные лабораторные журналы (ELN), платформу планирования ресурсов предприятия (ERP), системы управления научными данными (SDMS) и системы управления качеством предприятия (EQMS).

Ценность заключается не в каждой из этих систем по отдельности, а в их способности работать вместе в рамках интегрированного рабочего процесса. 

。

Два уровня интероперабельности

Открытые стандарты решают две разные, но одинаково важные задачи обеспечения совместимости.

Совместимость устройств определяет, как приборы, роботы и программные системы обмениваются данными и координируют действия. Такие стандарты, как SiLA 2 и OPC UA LADS, позволяют системам обмениваться командами и сведениями о состоянии, а также поддерживать автоматизированные рабочие процессы.

Совместимость данных касается непосредственно информации. Такие стандарты, как Allotrope Framework и AnIML (Analytical Information Markup Language — язык разметки аналитической информации), помогают обеспечить единообразное понимание и обмен аналитическими данными, метаданными и контекстом между приложениями.

Необходимы оба аспекта. Подключенные устройства без стандартизированных данных лишь создают новые изолированные хранилища. Стандартизированные данные без совместимости систем остаются недоступными и используются не в полной мере.

Роботизация повышает планку

Несколько организаций разрабатывают стратегии роботизации и цифровизации. Развитие роботизации лабораторий сделало проблемы совместимости более заметными. При ручной работе ученые часто сами устраняют разрывы между разрозненными системами: перемещают образцы, запускают методы и передают данные между приложениями. В автоматизированных рабочих процессах эти операции должны выполняться цифровым способом и единообразно.

Для эффективной работы роботу необходим доступ к таким сведениям, как готовность прибора, доступность метода, идентификатор образца, состояние очереди, статус выполнения и информация об ошибках. Если каждый прибор использует свой интерфейс и способ обмена данными, проекты автоматизации требуют значительных усилий по индивидуальной интеграции.

Это повышает интерес к таким стандартам, как SiLA 2, которые обеспечивают единые модели обмена данными между приборами, робототехническими системами и программным обеспечением для оркестрации рабочих процессов. 

Интеграция программного обеспечения имеет стратегическое значение

Лабораторное программное обеспечение все чаще становится координационным уровнем экосистемы. Такие платформы, как LIMS, ELN, LES, SDMS и MES, уже не используются только для управления данными. Это центры управления рабочими процессами, связывающие приборы, автоматизацию, аналитику и корпоративные системы.

В результате лаборатории уделяют все больше внимания совместимости, оркестрации рабочих процессов и открытой архитектуре, которая позволяет развивать системы без возникновения новых проблем с интеграцией.

Открытые стандарты становятся критерием при закупках

Обсуждение открытых стандартов все чаще переходит из технической плоскости в сферу бизнес-требований. Этот сдвиг отражен в письме «Коллективный призыв» к стандартизации и открытым интерфейсам в лабораторной автоматизации (версия 1.0, 2026), подготовленном Джонатаном Линдером, Томом Кисслингом и Роббертом ван Путтеном при участии специалистов по автоматизации из разных организаций.

В письме совместимость рассматривается как фактор при закупках: признается, что решения о подключении могут влиять на общую стоимость владения не меньше, чем сам прибор.

Хотя письмо не имеет обязательной силы, оно посылает поставщикам четкий сигнал: связность, совместимость и поддержка открытых стандартов становятся важными критериями оценки наряду с производительностью, надежностью и стоимостью.

Для многих лабораторий вопрос уже не в том, можно ли подключить системы, а в том, сколько усилий потребуется для этого.

Важные вопросы при выборе поставщика

Следующие вопросы помогут лабораториям определить, какие системы разработаны с учетом совместимости, а не только базовых возможностей подключения.

  • Поддерживает ли прибор достаточное количество актуальных стандартов обмена данными изначально или требуется дополнительное промежуточное программное обеспечение?

  • Возможность подключения входит в стандартную комплектацию или интеграция предполагает регулярную оплату лицензий и услуг?

  • Публикуются ли в открытом доступе возможности устройств и доступны ли они для обнаружения, или для каждой интеграции необходимо привлекать поставщика и разрабатывать проприетарное решение?

  • Можно ли получать, контекстуализировать и передавать данные в стандартизированных форматах, обеспечивающих прослеживаемость, целостность данных и соблюдение нормативных требований? 

К дополнительным факторам относятся:

  • Совместимость с роботизированными платформами

  • Интеграция с системами LIMS, ELN, SDMS и MES

  • Поддержка стандартных моделей данных

  • Согласованность с долгосрочной стратегией развития программного обеспечения

  • Поддержка миграции в существующих инфраструктурах

Эти факторы все сильнее влияют на общую стоимость владения — не меньше, чем технические характеристики приборов.

Реалии существующей инфраструктуры

Переход к открытой архитектуре будет постепенным, а не революционным. 

Аналитические приборы часто эксплуатируются от десяти до пятнадцати лет, а многие организации используют сотни или тысячи установленных систем. Новые системы будут все чаще поддерживать открытые стандарты, тогда как устаревшее оборудование продолжит подключаться через интеграционные уровни. 

Перед лабораториями стоит задача не выбирать между устаревшей и современной архитектурой, а разработать план, позволяющий им сосуществовать и постепенно сокращать фрагментацию.

Для связанной экосистемы нужно больше, чем просто технологии

Экосистема объединённых лабораторий
Connected Laboratories Ecosystem

Одних технологий недостаточно для создания связанной экосистемы. Приборы, программное обеспечение, автоматизация, ИИ и платформы данных играют важную роль, но долгосрочные преобразования зависят от того, насколько эффективно взаимодействуют люди, процессы и технологии.

Заключение: создание экосистемы One Lab

Лабораторная отрасль находится на переломном этапе. Хотя достижения в области приборного оснащения, автоматизации, программного обеспечения, искусственного интеллекта и аналитики данных продолжают ускоряться, главная задача уже не в доступности технологий. Она заключается в способности объединить эти возможности в целостную, совместимую экосистему.

В этой статье мы утверждали, что экосистема One Lab не определяется каким-либо отдельным прибором, программной платформой или решением для автоматизации. Она создаётся благодаря эффективной интеграции людей, процессов, данных и технологий во всей лабораторной среде.  Люди, процессы и технологии давно составляют основу эффективной работы лабораторий, а данные стали столь же важной опорой. Данные не только связывают лабораторные системы и рабочие процессы, но и обеспечивают прослеживаемость, принятие решений, автоматизацию, соответствие требованиям и применение аналитических выводов на основе ИИ.

Для воплощения этого видения недостаточно просто внедрить системы. Необходима продуманная стратегия преобразований, ориентированная на совместимость, интеграцию рабочих процессов, доступность данных и согласованность действий организации.

Поскольку лаборатории внедряют автоматизацию, ИИ и цифровые преобразования, разрозненные системы всё сильнее ограничивают возможности масштабирования этих инвестиций. Поэтому создание связанной экосистемы стало стратегическим приоритетом для организаций, стремящихся повысить эффективность, обеспечить целостность данных, гибкость и научную продуктивность.

Основные выводы

  • Экосистема One Lab начинается с рабочих процессов, а не с технологий.
  • Связанность приносит пользу, только когда люди, процессы, данные и технологии развиваются вместе.
  • Открытые стандарты и совместимость становятся важнейшими условиями создания лабораторий, готовых к будущему.
  • Переход к связанным лабораториям будет постепенным: устаревшие и современные системы должны будут работать одновременно.
  • Успех зависит от сокращения разрозненности и обеспечения беспрепятственного обмена данными во всей лабораторной экосистеме.

FAQs

Что такое связанная лабораторная экосистема?

Взаимосвязанная лабораторная экосистема — это среда, в которой приборы, программное обеспечение, платформы автоматизации, корпоративные системы и люди автоматически обмениваются данными, а не работают как отдельные, не связанные друг с другом технологии. Она основана на шести столпах: приборах и программном обеспечении, робототехнике и автоматизации, LIMS/ELN/LES/QMS, контроле со стороны человека, оркестрации и ИИ/МО, а также общих стандартах данных. 

Каковы преимущества цифровизации и объединения лабораторных приборов в сеть?

Оцифровка приборов и их объединение в сеть избавляют от ручной передачи, проверки и повторного ввода данных — задач, которые занимают значительную часть времени ученых в лабораториях с разрозненными системами. Это дает непосредственные преимущества: сокращает время от получения результатов до принятия решения, уменьшает количество ошибок при переносе данных и снижает затраты времени на проверку разовых пользовательских интеграций. Кроме того, появляется возможность добавлять новые приборы или программное обеспечение, не перестраивая соединения с нуля, а ученые могут уделять больше времени интерпретации результатов и другим более значимым задачам вместо подготовки данных. 

Как устранить ошибки ручного переноса данных между несколькими лабораторными подразделениями?

Ошибки при ручном переносе данных возникают в тех местах, где данные копируются между не связанными друг с другом системами: например, когда результат считывают с дисплея прибора и вводят в LIMS. Чтобы исключить такие ошибки, нужно устранить эти разрывы: напрямую подключить приборы к системам LIMS/ELN, чтобы результаты передавались в цифровом виде; использовать общие интерфейсы данных, чтобы лабораторным подразделениям не приходилось создавать отдельные обходные решения для ручного ввода; а также применять программное обеспечение с журналом аудита, чтобы любые оставшиеся операции ручного ввода регистрировались и поддавались проверке. 

Как архитектура связанной лаборатории помогает соблюдать требования к данным при контроле качества фармацевтической продукции? 

В интегрированной архитектуре записи, журналы аудита и результаты автоматически формируются и сохраняются в рамках рабочего процесса, а не собираются постфактум из нескольких разрозненных систем. Это снижает «затраты на обеспечение соответствия требованиям» — одну из четырех категорий затрат, связанных с фрагментацией, — поскольку интеграции, обеспечивающие электронный документооборот, не нужно каждый раз вручную повторно валидировать и документировать как отдельные пользовательские подключения. Для фармацевтического контроля качества это также означает, что результаты испытаний, записи об обращении с образцами и сведения о статусе приборов остаются прослеживаемыми на всех этапах, что помогает проходить как плановые аудиты, так и инспекции. 

Почему связанная лабораторная экосистема необходима для исследований и разработок?

Успех исследований и разработок зависит от скорости и доступа к надежным данным. Интегрированная экосистема лаборатории позволяет приборам, программному обеспечению и системам автоматизации беспрепятственно взаимодействовать друг с другом, обеспечивая автоматизированный обмен данными, сокращая объем ручной работы и ускоряя получение аналитических выводов. Это помогает исследователям быстрее совершать открытия и выводить инновации на рынок.

Чем автоматизация лаборатории отличается от связанной лабораторной экосистемы?  

Автоматизация выполняет физические повторяющиеся задачи — например, роботизированная рабочая станция запускает фиксированный протокол. Связность касается данных и рабочих процессов: она обеспечивает бесперебойную передачу результатов, метаданных и сведений о состоянии, полученных в ходе автоматизированных (или ручных) процессов, между приборами, программным обеспечением и системами, чтобы они не оставались в изолированных хранилищах. Лаборатория может быть широко автоматизирована, но при этом иметь низкий уровень связности, если ее системы не обмениваются данными друг с другом. 

Насколько связана экосистема вашей лаборатории?

Путь каждой лаборатории к созданию связанной экосистемы начинается с понимания текущего уровня связанности.

Подумайте над следующими вопросами: 

  • Сколько систем по-прежнему требуют ручной передачи данных?

  • Сколько пользовательских интеграций поддерживается в настоящее время?

  • Сколько времени уходит на задачи, не создающие ценности?

Ответы могут выявить возможности устранить разрозненность, оптимизировать потоки данных и приблизиться к созданию по-настоящему связанной лабораторной экосистемы.

Узнайте, как METTLER TOLEDO может помочь создать более связанную, эффективную и готовую к будущему лабораторию.

METTLER TOLEDO: ваш надежный партнер

Создание взаимосвязанной лабораторной экосистемы требует экспертных знаний в области приборов, программного обеспечения, управления данными, автоматизации и интеграции рабочих процессов. Предлагая решения во всех этих областях, METTLER TOLEDO помогает лабораториям сократить разрозненность и двигаться к более взаимосвязанному будущему.  

Я хочу...
Need assistance?
Our team is here to achieve your goals. Speak with our experts.

Получить доступ ко всей странице

  • Опубликовано экспертами индустрии
  • Инсайты для принятия Ваших решений
  • Экспертиза специалистов, которым доверяют

Благодарим Вас!

Пожалуйста, проверьте Ваш имейл и введите код для получения доступа к статье. Он будет действителен 5 минут.

Неверный имейл? Введите, пожалуйста, правильный имейл
Не получили код? Запросить новый код.
Пожалуйста, проверьте Ваш код или запросите новый код