數(shù),智,未來-安捷倫智能化創(chuàng)新賦能未來分析實(shí)驗(yàn)室
瀏覽次數(shù):2146 發(fā)布日期:2023-8-4
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調(diào)諧、條件優(yōu)化、跑基線、污染、雜峰、定量分析……十多年前,這些都曾是困擾實(shí)驗(yàn)室分析人員的難題。隨著工程與信息技術(shù)的不斷發(fā)展,先進(jìn)的自動(dòng)化設(shè)備與軟件已經(jīng)能夠幫助我們解決其中的大部分。2023年以來,人工智能(AI)技術(shù)的崛起和普及已經(jīng)給社會(huì)各界帶來了前所未有的沖擊。那么,如此革命性的浪潮將如何塑造未來的分析實(shí)驗(yàn)室呢?
2023年7月11日-13日,第十一屆慕尼黑上海分析生化展(analytica China)在國(guó)家會(huì)展中心(上海)順利召開。作為領(lǐng)先的分析儀器供應(yīng)商,安捷倫面向中國(guó)市場(chǎng)正式發(fā)布了Agilent 6495 三重四極桿 LC/MS(LC/TQ)系統(tǒng)和Agilent Revident四極桿飛行時(shí)間LC/MS(LC/QTOF)系統(tǒng)。值得關(guān)注的是,除了性能的升級(jí),兩款新品都集成了多種實(shí)用的智能/自動(dòng)化功能,旨在深層次地提升用戶的實(shí)驗(yàn)室效率與產(chǎn)出能力。另外,在軟件方面,安捷倫也發(fā)布了多款新品,包括具有AI峰積分功能的Agilent MassHunter軟件套裝,可借助深度學(xué)習(xí)和持續(xù)學(xué)習(xí)不斷地改善儀器性能。
安捷倫展臺(tái)
展會(huì)首日,安捷倫科技以“數(shù)·智·未來”為主題舉辦了未來實(shí)驗(yàn)室媒體圓桌會(huì),安捷倫大中華區(qū)高級(jí)市場(chǎng)總監(jiān)鄭欣、安捷倫大中華區(qū)液相液質(zhì)自動(dòng)化產(chǎn)品業(yè)務(wù)拓展團(tuán)隊(duì)經(jīng)理賴叢芳、安捷倫大中華區(qū)實(shí)驗(yàn)室信息系統(tǒng)產(chǎn)品經(jīng)理郭亮出席了活動(dòng),并邀請(qǐng)了晶泰科技分析總監(jiān)張健、微譜先進(jìn)制造事業(yè)群總經(jīng)理劉昌進(jìn)和明捷醫(yī)藥副總經(jīng)理朱子豐作為重要的用戶嘉賓,分享了各自對(duì)未來實(shí)驗(yàn)室的訴求和暢想。
近年來,實(shí)驗(yàn)室領(lǐng)域的數(shù)字化和自動(dòng)化發(fā)展迅速,大量繁雜、易錯(cuò)的工作流程被自動(dòng)化的解決方案所取代,在解放生產(chǎn)力的同時(shí),大幅提高了結(jié)果的一致性和可靠性。同時(shí),以機(jī)器學(xué)習(xí)為代表的各類智能化技術(shù),也得到了較為廣泛的應(yīng)用。然而不可否認(rèn)的是,目前的解決方案大多仍然停留在單向的指令輸入-完成,還未達(dá)到真正智能的反饋、處置及交互。
圓桌會(huì)現(xiàn)場(chǎng)嘉賓
(由左至右分別為:安捷倫大中華區(qū)高級(jí)市場(chǎng)總監(jiān) 鄭欣,晶泰科技分析總監(jiān) 張健,微譜先進(jìn)制造事業(yè)群總經(jīng)理 劉昌進(jìn),安捷倫大中華區(qū)液相液質(zhì)自動(dòng)化產(chǎn)品業(yè)務(wù)拓展團(tuán)隊(duì)經(jīng)理 賴叢芳,明捷醫(yī)藥副總經(jīng)理 朱子豐,安捷倫大中華區(qū)實(shí)驗(yàn)室信息系統(tǒng)產(chǎn)品經(jīng)理 郭亮)
隨著AI技術(shù)的突破性進(jìn)展,實(shí)驗(yàn)室領(lǐng)域的AI實(shí)現(xiàn)也成為了未來必然的趨勢(shì)。對(duì)此,鄭欣先生表示,從分析測(cè)試領(lǐng)域的角度來講,AI的應(yīng)用才剛剛起步,未來的訴求和進(jìn)步空間可能出現(xiàn)在遠(yuǎn)程化、自動(dòng)化、智能化和綠色化這幾個(gè)主要的方面。而在發(fā)展的過程中,軟件與硬件同樣重要,如何利用高智能數(shù)據(jù)讓AI變得更加的智能,提升整個(gè)實(shí)驗(yàn)室的效率和運(yùn)營(yíng)能力,推動(dòng)行業(yè)的持續(xù)進(jìn)步,將是未來所面臨的主要挑戰(zhàn)。
本次圓桌會(huì)的三位受邀嘉賓代表了分析檢測(cè)領(lǐng)域中幾大典型的應(yīng)用場(chǎng)景,包括新藥發(fā)現(xiàn)與靶點(diǎn)篩選、第三方非標(biāo)檢測(cè)以及質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)與控制。盡管業(yè)務(wù)領(lǐng)域各不相同,但對(duì)于自動(dòng)化、智能化在當(dāng)前分析實(shí)驗(yàn)室中的應(yīng)用,三位嘉賓都給出了相似的關(guān)鍵詞,可以總結(jié)為效率、可靠性和靈活性。
聚焦效率提升
晶泰科技是一家以AI+自動(dòng)化驅(qū)動(dòng)的公司,主要業(yè)務(wù)包括兩個(gè)方面,一是基于AI算法和云端算力來解決新化合物發(fā)現(xiàn)和新靶點(diǎn)發(fā)現(xiàn)的智能制藥板塊,二則是智能制造板塊,即針對(duì)合成、檢測(cè)、材料以及生物等多個(gè)領(lǐng)域,研發(fā)和生產(chǎn)一系列能夠替代人工且具備合規(guī)性的自動(dòng)化平臺(tái)。該公司分析部門的負(fù)責(zé)人張健先生解釋說:“總的來說,效率可以直觀地體現(xiàn)在投入產(chǎn)出比上,成熟、可靠的自動(dòng)化能夠有效地降低成本,提高投入產(chǎn)出比。”
晶泰科技分析總監(jiān) 張健
關(guān)于效率,在成本上有一定的節(jié)約,在效率上有一定的提升。一個(gè)案例是疫情期間,我們?cè)谏虾?chǎng)地用40位駐場(chǎng)同事加自動(dòng)化工作站同時(shí)進(jìn)行項(xiàng)目推進(jìn),并進(jìn)行遠(yuǎn)程工站控制,有效保證了任務(wù)的順利交付。這其中就依靠了我們的自動(dòng)化平臺(tái)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。從質(zhì)量角度看,一方面是準(zhǔn)確性、精確性、穩(wěn)定性,另一方面就是合規(guī),用最簡(jiǎn)單的定容來舉例,我們通過一系列自動(dòng)化操作以及監(jiān)控手段,來保證合規(guī)和可溯源性。
“就效率而言,我認(rèn)為任何的改善,結(jié)合到企業(yè),都要回歸到整個(gè)財(cái)務(wù)報(bào)表上。”微譜先進(jìn)制造事業(yè)群總經(jīng)理劉昌進(jìn)先生補(bǔ)充說:“第三方檢測(cè)行業(yè)的凈利率其實(shí)是比較低的,大概也就10~20%,其中的人工成本率往往占大頭,一般在40~50%?上攵,如果自動(dòng)化和智能化能夠成功地應(yīng)用,把我們的效率提升哪怕10%,可能整個(gè)凈利率提升4~5個(gè)點(diǎn),相對(duì)于公司1個(gè)億或者10個(gè)億的體量來說,也是非?捎^的。”
雙向延伸的可靠性
質(zhì)量,可以說是所有企業(yè)的立身之本,張健先生也提到了這一關(guān)鍵詞。全流程的標(biāo)準(zhǔn)化、數(shù)據(jù)和操作的可追溯性、偏差的有效控制等方面都是質(zhì)量控制的基礎(chǔ),數(shù)字化、自動(dòng)化很好地解決了這些問題,未來的智能化也將為此帶來更多的可能性。
微譜先進(jìn)制造事業(yè)群總經(jīng)理 劉昌進(jìn)
同樣是從可靠性的角度出發(fā),與“質(zhì)量”遙相呼應(yīng)的,是微譜向客戶端延伸的關(guān)鍵詞“效果”。作為業(yè)界知名的第三方檢測(cè)機(jī)構(gòu),微譜的定位是一家大型研究型檢測(cè)機(jī)構(gòu),也就是不僅可以告知客戶Yes or No,還能解決客戶的Why and How。基于這樣的理念,微譜目前已擁有近3000名員工,業(yè)務(wù)覆蓋了先進(jìn)制造、生物醫(yī)藥、美麗健康、生態(tài)環(huán)保、食品及農(nóng)產(chǎn)品五大產(chǎn)業(yè),。其中先進(jìn)制造事業(yè)群主要服務(wù)領(lǐng)域包含新材料及化學(xué)品、光伏、半導(dǎo)體、新能源汽車、通訊及電子電器、航空航天、先進(jìn)裝備等產(chǎn)業(yè)鏈,“所有的所謂效率,我認(rèn)為一定是基于效果之上的。效果核心是客戶的滿意度,能不能更快,能不能更準(zhǔn),讓客戶更暖心。如何通過我們的自動(dòng)化、智能化、信息化,能夠讓客戶感覺到暖心,是非常重要的一點(diǎn)。”劉昌進(jìn)先生他解釋說。
強(qiáng)監(jiān)管下的痛點(diǎn)和機(jī)遇
相比于晶泰和微譜,明捷醫(yī)藥所處的藥品質(zhì)賽道則屬于強(qiáng)監(jiān)管領(lǐng)域。該公司于2016年籌建,并于2020年成為藥明康德的子公司。作為中國(guó)進(jìn)入全球一致質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的有力推動(dòng)者,該公司一直致力于幫助客戶提升藥品的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。據(jù)明捷醫(yī)藥副總經(jīng)理朱子豐先生介紹,醫(yī)藥賽道中所使用的其實(shí)是最保守的模型,法規(guī)規(guī)范的要求是最苛刻的,對(duì)數(shù)據(jù)完整性的要求也是最高的,正因如此,該領(lǐng)域可以說是分析測(cè)試行業(yè)中自動(dòng)化程度最低的,但同時(shí)也是最有發(fā)展?jié)摿Φ。然而,突破種種限制并不容易,無論是觀念、認(rèn)識(shí)的層面,還是法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)層面,都需要用大量的工作,并在合適的時(shí)機(jī)來推進(jìn)。“相較而言,藥學(xué)領(lǐng)域可能是最難啃的目標(biāo)。”朱子豐先生評(píng)價(jià)說。
明捷醫(yī)藥副總經(jīng)理 朱子豐
在以上幾點(diǎn)的基礎(chǔ)上,朱子豐先生還提到了可預(yù)見性、適應(yīng)性以及可持續(xù)性,在關(guān)注儀器穩(wěn)定性的同時(shí),著重強(qiáng)調(diào)了人是工作流程的根本,引入AI、實(shí)現(xiàn)智能化的目的一定不是“消滅”人,而是讓人更舒適地在GMP標(biāo)準(zhǔn)下工作,能夠更專注地實(shí)現(xiàn)目標(biāo)。在這些方面,未來能做的還有很多。
未來的分析實(shí)驗(yàn)室
要設(shè)想未來的分析實(shí)驗(yàn)室,首先要考慮的就是解決眼下的問題,三位嘉賓也各自的角度進(jìn)行了探討,對(duì)于晶泰、微譜來說,所處的領(lǐng)域相對(duì)監(jiān)管較弱,但非標(biāo)的需求非常廣泛,更多的是期待通過日益完善的AI算法更好的解決個(gè)性化、碎片化的客戶需求。進(jìn)一步降低成本,提高人均收益,確?煽啃,并借助AI的發(fā)散性加快非標(biāo)方法的開發(fā)、驗(yàn)證以及后期的數(shù)據(jù)處理與解析。同時(shí),張健先生也提到了業(yè)界普遍關(guān)注的在線檢測(cè),希望未來的分析實(shí)驗(yàn)室能夠給出更好的解決方案。而在相對(duì)強(qiáng)監(jiān)管的醫(yī)藥領(lǐng)域,朱子豐先生則更多地聚焦于如何在GMP規(guī)范下的QC過程中,通過更為合規(guī)的實(shí)驗(yàn)流程自動(dòng)化、物料管理以及數(shù)據(jù)管理來減輕人的負(fù)擔(dān),打破傳統(tǒng)模式中的反復(fù)復(fù)核、錯(cuò)誤驗(yàn)證等痛點(diǎn),讓實(shí)驗(yàn)室人員能夠真正專心解決科研問題,而不是疲于應(yīng)對(duì)繁瑣、重復(fù)的驗(yàn)證工作。
當(dāng)談及AI未來的應(yīng)用前景時(shí),張健先生分享了其在藥物發(fā)現(xiàn)領(lǐng)域的見解。多年以來,在新化合物發(fā)現(xiàn)領(lǐng)域的雙十定律是廣為人知的,也就是10年10億美金,其實(shí)對(duì)于現(xiàn)在的藥物發(fā)現(xiàn)來講,成本已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不止如此了。在化合物結(jié)構(gòu)上大概有1060種可能,而以人類現(xiàn)有的探索極限,只發(fā)現(xiàn)了約1010種可能。這樣龐大的數(shù)量,靠人腦去探索幾乎是不可能實(shí)現(xiàn)的。AI已經(jīng)發(fā)展出了大數(shù)據(jù)模型,可以在更廣闊的空間里去計(jì)算、去解決、去尋找潛在的化合物。當(dāng)前全球的算力已經(jīng)足以支撐化合物的計(jì)算,但真正的障礙是如何構(gòu)建專業(yè)、可靠的數(shù)據(jù)模型。在1060面前,即使是頭部醫(yī)藥公司的數(shù)據(jù)集,也是微不足道的,而廠商之間形成的數(shù)據(jù)孤島也是難以解決的問題。
“所以,我們現(xiàn)在有兩個(gè)方向,一個(gè)是自動(dòng)化地快速收集合成數(shù)據(jù),第二個(gè)就是從業(yè)內(nèi)監(jiān)管部門入手,盡可能地促成數(shù)據(jù)的共享。那么如何去共享?當(dāng)然不能是以損失利益為前提的,這是非常值得探討的一個(gè)問題。從企業(yè)的角度來講,這些數(shù)據(jù)是生存競(jìng)爭(zhēng)的核心,絕不會(huì)拿出來共享。但對(duì)于科研端的老師們來說,往往是愿意分享數(shù)據(jù)來構(gòu)建大數(shù)據(jù)模型的,如果加上省市乃至國(guó)家層面官方機(jī)構(gòu)牽頭,就更有希望實(shí)現(xiàn)了,雖然也會(huì)碰到各種阻礙,但通過靈活調(diào)整信息釋放比例等手段,還是可能實(shí)現(xiàn)的。”張健先生補(bǔ)充說。
安捷倫的探索與進(jìn)展
自動(dòng)化與智能化,始終是安捷倫創(chuàng)新的重點(diǎn)之一。本次展會(huì)上,安捷倫在LC/MS上的兩款新產(chǎn)品也為用戶帶來了智能化的功能和升級(jí)。“我們LC/MS產(chǎn)品的口號(hào)是Intelligence that Inspires,核心是提供智能化的質(zhì)譜方案。首先一定是在硬件層面上帶來更多的改進(jìn),打造更具耐用性的儀器,減少所需的維護(hù)和維修,更好地保證7×24小時(shí)工作。”安捷倫大中華區(qū)液相液質(zhì)自動(dòng)化產(chǎn)品業(yè)務(wù)拓展團(tuán)隊(duì)經(jīng)理賴叢芳介紹說:“第二點(diǎn)則是軟件方面。例如,幾年前我們引入了SWARM Auto-tune算法,實(shí)際上就是利用算法,同時(shí)調(diào)整質(zhì)譜儀中數(shù)十個(gè)電子元件的參數(shù)以找到最佳的組合,而不是逐個(gè)地調(diào)整,調(diào)完入口電壓,再調(diào)碰撞電壓、出口電壓等等。在今年的兩款新品上,我們?cè)谘永m(xù)算法的基礎(chǔ)上,同時(shí)配備了全新一代的數(shù)據(jù)采集和處理芯片,可實(shí)現(xiàn)更快速、更高質(zhì)量的計(jì)算。”
安捷倫大中華區(qū)液相液質(zhì)自動(dòng)化產(chǎn)品業(yè)務(wù)拓展團(tuán)隊(duì)經(jīng)理 賴叢芳
在自動(dòng)化領(lǐng)域,安捷倫開始在軟件中應(yīng)用自動(dòng)反饋+干預(yù)的故障排除機(jī)制,便于在大批量序列樣品的分析過程中,自動(dòng)識(shí)別常見問題,并進(jìn)行有效處置,例如可在需要時(shí)自動(dòng)進(jìn)行在線樣品稀釋、清洗進(jìn)樣口、降低本底以及消除交叉污染等,為7×23小時(shí)或7×24小時(shí)的工作提供更多保障,同時(shí)減少人員對(duì)儀器狀態(tài)的關(guān)注和擔(dān)憂。盡管目前與人相比,該功能可以解決的問題還相對(duì)有限,但隨著逐步的迭代,加上新興AI技術(shù)的融入,安捷倫在這方面的探索和實(shí)現(xiàn)將會(huì)越來越快。
在與用戶的合作中,安捷倫還在做的一件事就是行為分析,這里的行為不單指人,還包括儀器本身的狀態(tài)、維護(hù)記錄、現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境溫度、壓力以及濕度等等各種參數(shù),由這些數(shù)據(jù)所構(gòu)成的大數(shù)據(jù)模型可以為用戶提供非常清晰的信號(hào),指示偏差或異常的來源,甚至可以在問題出現(xiàn)之前給出明確的預(yù)警。安捷倫大中華區(qū)實(shí)驗(yàn)室信息系統(tǒng)產(chǎn)品經(jīng)理郭亮介紹介紹說:“數(shù)據(jù)處理在很多領(lǐng)域中都是痛點(diǎn)問題。在這方面,安捷倫的AI模型是一種專項(xiàng)模型,通過持續(xù)學(xué)習(xí),它能夠提供準(zhǔn)確的反饋,并不斷優(yōu)化。”
安捷倫大中華區(qū)實(shí)驗(yàn)室信息系統(tǒng)產(chǎn)品經(jīng)理 郭亮
心諳所需,敏銳洞察
作為分析儀器的領(lǐng)先供應(yīng)商,安捷倫的創(chuàng)新始終是以滿足客戶的需求為目標(biāo)的。對(duì)于如何面對(duì)未來的挑戰(zhàn),鄭欣先生表示:“在過去的20年里,我們主要聚焦在儀器和軟件研發(fā),圍繞讓儀器更加穩(wěn)定、更易操作等等,但這種交互仍然是單向的,這是未來發(fā)展的一個(gè)方向。另一方面,從客戶的角度出發(fā),實(shí)驗(yàn)室生態(tài)的重要性越來越明顯,如何讓整個(gè)方案對(duì)用戶更加友好,這也是安捷倫想要去做的。”
安捷倫Agilent的英文詞根是Agile,意為敏捷,而安捷倫對(duì)自動(dòng)化與智能化領(lǐng)域的洞察也是相當(dāng)敏銳的。“我們的理念是customer-centric,也就是以客戶為中心,我們會(huì)根據(jù)客戶的需求快速地調(diào)整,包括在AI方面的研發(fā)。我們?cè)诋a(chǎn)品以及智能化協(xié)同上投入了大量的資源,相信未來的進(jìn)展也會(huì)非常快,我們對(duì)分析實(shí)驗(yàn)室的市場(chǎng)是充滿信心的。”郭亮先生總結(jié)道。
會(huì)后合影