实验室自动化系统PPT
试验室自动化系统
系统架构设计
架构规划
根据需求分析结果，设计系统的整体架构，包括硬件 架构和软件架构。
模块划分
将系统划分为不同的功能模块，明确各模块之间的接 口和通信方式。
架构评审
邀请专家对系统架构进行评审，确保架构的合理性和 可行性。
系统硬件选型与配置
01
硬件选型
根据系统需求和架构设计，选择 合适的硬件设备，如服务器、工 作站、网络设备等。
特点
自动化、高效、精确、可重复、降低人为误差、提高工作效率等。
试验室自动化系统的应用领域
01
化学分析
用于自动完成化学反应、光谱分析、 色谱分析等。
环境监测
用于自动完成水质检测、空气质量 检测、噪声监测等。
03
02
生物学研究
用于自动完成细胞培养、微生物检 测、基因测序等。
医学诊断
用于自动完成样本处理、试剂管理、 检测报告生成等。
标准化与互操作性发展
标准制定与推广
01
制定统一的试验室自动化系统标准，促进不同厂商之间的设备
与系统互操作性，降低集成成本和使用门槛。
模块化与可扩展性
02
试验室自动化系统将采用模块化设计，支持灵活扩展和定制化
配置，满足不同实验需求。
开放性与兼容性
03
鼓励厂商开放系统接口，实现与其他信息化系统的无缝对接，
试验室自动化系统
目录
• 试验室自动化系统概述 • 试验室自动化系统的关键技术 • 试验室自动化系统的设计与实施 • 试验室自动化系统的应用案例 • 试验室自动化系统的未来发展
01
试验室பைடு நூலகம்动化系统概述
定义与特点
定义
试验室自动化系统是指利用计算机技术、传感器技术、自动化控制技术等手段， 实现试验室内的样品处理、数据采集、分析测试等环节的自动化操作的系统。
实验室信息管理系统精品PPT课件
8
LIMS的研究对象
主要研究对象是实验室管理活动中信息的规律以及用计算 机和网络技术实现辅助管理的方法。
主要研究内容是如何利用计算机和网络技术来实现信息处 理的全过程。
9
LIMS的研究对象
38
第五节 LIMS在实验室质量管理中的作用
一、样品管理 二、数据管理 三、仪器管理 四、报告管理 五、安全管理 六、资源管理
是
数据合格与否
成分标准数据
不合格
合格
数据入库
标识 其他功能模块
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3、争议处理系统 当用户对分析结果产生质疑时，可以通
过争议模块处理争端。LIMS应完整记录 样品分析相关信息并具备可追踪性。用 户只需通过书面、电话、传真、电子邮 件、网上发布等形式提出争议请求，争 议处理负责人员将及时响应用户需求.
器界面； 4、自动化程度高，网络结构设计简单； 5、模块化设计，易于扩充功能； 6、符合ISO/IEC导则25的规范要求，符合实验室管理特点； 7、产品设计灵活，客户化周期短。
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二、LIMS的功能简介
1、标准库管理系统
主要是完成相关标准的录入、更新、修改和审核等功能。一套完 整的标准库是使整个业务能够流畅运转的根本保障，标准库的内 容应该包括标准代码、标准名称、标准类别、项目代码、项目名 称、项目标准值、项目标准单位、检验方法、检验科室等必要字 段，为了保证标准的准确性，标准库应由资深的专家审核后方可 正式使用。
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LIMS与管理软件的共性
LIMS作为一个信息管理系统，它有着和ERP、 MIS之类管理软件的共性，如它是通过现代管理模 式与计算机管理信息系统支持企业或单位合理、系 统地管理经营与生产，最大限度地发挥现有设备、 资源、人、技术的作用，最大限度地产生经济效益。
第23章 实验室自动化系统 共60页
8.样本输出模块
• 存放从储存模块中抓出的样本和无法在线 上完成检测的样本。每个出样模块可设定 15个分选区，可通过软件控制每个区域收 集各自特定项目的标本。
9.二次去盖模块
• 基于已经加盖并进入冰箱后被抓出重做的 样本需要再次去盖而存在。二次加盖模块 内部的样本运行轨道为U型，样本二次去盖 后通过U型轨道返回分析仪器重新处理。
Abbott 小型血液流水线
全实验室自动化
3.全实验室自动化 通过轨道将各种类型的仪器连接起来，是 实验室发展的趋势。
Hitachi生化流水线
第二节 实验室自动化系统的分类与基本构成
一、LAS分类 （一）实验室模块自动化系统 （二）全实验室自动化
（一）实验室模块自动化系统
• 实验室根据用户所需处理能力进行选择的 一套模块工作单元组合。由二台或二台以 上具有相同分析原理的自动分析仪和一台 控制器所组成。
智能自动机械臂 安装在固定底座上的机械 手，其活动范围仅限于一个往返区间或以 机座为圆心的半圆区域内。特点是重复性 好，可适应多种规格和不同形状的样品容 器，灵活性好。
2. 标本处理系统
标本处理系统的功能包括： • 1．样品的投入和分类 • 2．自动装载和样本离心 • 3．样本管去盖 • 4．样本再分注及标记
• 但一般要求必须先要统一实验室所用试管 的标准。
（4）样本再分注及标记
• 根据系统的加样方式有两种： （1）原始样品加样：即在原始样品管中直 接吸取标本进行检测。 （2）分注后加样：是在检测前将原始样本 分成若干个子样本然后用子样本进行检测。
（4）样本再分注及标记
分注后加样，需要在流水线上安装样本分 注系统。分注后的子样本，系统可自动加 贴与原始样本管相同的条形码标识，然后 将子样本用于检测。分注时采用一次性采 样吸头，避免发生样本间的交叉污染，确 保原始样本不受干扰地进行保存。仪器加 贴的条型码也更规范。
实验室自动化系统
实验室自动化系统实验室自动化系统是一种集成为了先进技术和设备的系统，旨在提高实验室工作效率、减少人工操作、提高数据准确性和可靠性。
该系统通过自动化控制和监测实验室的各个环节，包括样品处理、仪器操作、数据采集和分析等，从而实现实验室工作的高效化和智能化。
一、系统架构和功能实验室自动化系统的架构主要包括硬件设备、软件平台和网络通信。
硬件设备包括实验室仪器设备、传感器、执行器等，软件平台包括实验控制软件、数据管理软件、分析软件等，网络通信用于实现各个设备之间的数据传输和远程控制。
该系统的主要功能包括：1. 样品处理自动化：通过自动化设备完成样品的标识、分装、配制等处理过程，减少人工操作和减少错误率。
2. 仪器操作自动化：实验室常用的仪器设备，如分析仪器、显微镜等，可以通过系统自动控制完成操作，减少人工干预，提高操作的准确性和稳定性。
3. 数据采集和管理：系统可以自动采集各个仪器的实验数据，并将数据存储于数据库中，实现数据的集中管理和快速检索。
4. 数据分析和报告生成：系统提供数据分析工具，可以对实验数据进行统计和分析，生成相应的报告和图表，便于实验结果的解读和分享。
5. 远程监控和控制：通过网络通信，实验室自动化系统可以实现远程监控和控制，实验人员可以在任何地点通过互联网对实验室进行实时监测和操作。
二、系统优势和应用实验室自动化系统具有以下优势和应用价值：1. 提高工作效率：自动化系统可以减少人工操作，提高实验室工作效率，节省人力资源。
2. 提高数据准确性和可靠性：自动化系统可以减少人为因素对实验结果的影响，提高数据的准确性和可靠性。
3. 降低实验成本：自动化系统可以减少实验过程中的人工错误和浪费，降低实验成本。
4. 提高实验室安全性：自动化系统可以减少实验人员接触有害物质和危（wei）险环境的机会，提高实验室的安全性。
5. 促进科研创新：自动化系统可以提高实验室工作效率，为科研人员提供更多时间和精力进行科研创新。
实验室自动化系统
实验室自动化系统实验室自动化系统是一种集成化的技术解决方案，旨在提高实验室的效率和准确性。
该系统利用先进的软件和硬件技术，自动化执行实验室中的各种任务，包括样品处理、数据采集、分析和报告生成等。
一、系统架构实验室自动化系统的架构通常包括以下几个关键组件：1. 实验室信息管理系统（LIMS）：LIMS是实验室自动化系统的核心，用于管理实验室的样品信息、实验计划和数据。
它提供了一个集中的数据库，方便实验室人员共享和访问数据。
2. 仪器自动化控制系统：该系统用于控制实验室仪器的运行，包括样品进样、反应控制和数据采集等。
它可以与各种仪器和设备进行通信，实现自动化的实验过程。
3. 数据分析和报告生成模块：该模块用于对实验数据进行分析和处理，并生成相应的报告。
它可以根据实验室的需求，自定义分析算法和报告模板。
4. 用户界面：实验室自动化系统通常提供一个用户友好的界面，方便实验室人员进行操作和监控。
用户可以通过该界面查看实验进度、查询数据和生成报告。
二、系统功能实验室自动化系统具有以下主要功能：1. 样品管理：系统可以对实验室中的样品进行管理，包括样品接收、登记、存储和追踪等。
每个样品都有一个唯一的标识符，方便实验室人员进行样品的识别和追踪。
2. 实验计划和调度：系统可以根据实验室的需求，自动创建实验计划并进行调度。
它可以根据实验的优先级和仪器的可用性，合理安排实验的执行顺序。
3. 仪器控制和数据采集：系统可以与各种仪器和设备进行通信，实现对其的远程控制和数据采集。
它可以自动执行样品进样、反应控制和数据采集等操作，提高实验的准确性和效率。
4. 数据分析和报告生成：系统可以对实验数据进行自动分析和处理。
它可以根据实验室的需求，自定义分析算法和报告模板，生成符合要求的报告。
5. 实验过程监控：系统可以实时监控实验的进展和仪器的状态。
它可以提供警报和通知功能，及时发现并解决实验中的问题。
6. 数据安全和权限管理：系统可以对实验数据进行安全管理，包括数据备份、权限控制和数据加密等。
实验室自动化系统
实验室自动化系统实验室自动化系统是一种基于先进技术的设备和软件集成系统，旨在提高实验室的效率、准确性和安全性。
该系统通过自动化和数字化的方式，实现对实验室各个环节的监控、控制和数据管理。
一、系统架构和功能实验室自动化系统主要包括以下几个方面的功能和组成部分：1. 仪器设备自动化控制：该系统通过与实验室仪器设备的连接，实现对仪器设备的远程控制和自动化操作。
例如，可以通过系统控制温度、湿度、压力等参数，实现对实验室设备的精确控制。
2. 实验过程监控和数据采集：系统可以实时监控实验过程中的各项参数，并自动采集实验数据。
通过与仪器设备的连接，系统可以直接获取仪器设备的数据，避免了手动记录和输入数据的繁琐过程。
3. 数据管理和分析：系统具备强大的数据管理和分析功能，可以对实验数据进行存储、整理和分析。
通过系统提供的数据分析工具，用户可以快速获取实验结果，并进行统计和比较分析。
4. 安全管理和权限控制：系统具备严格的安全管理和权限控制机制，确保实验室数据的安全性和机密性。
只有经过授权的用户才能访问系统，并且可以根据用户的权限设置不同的操作权限，保护实验室的重要数据和机密信息。
5. 报警和故障诊断：系统可以实时监测实验室设备的运行状态，并在出现异常情况时及时发出报警。
同时，系统具备故障诊断功能，能够自动检测设备故障，并提供相应的解决方案。
二、系统优势和应用场景实验室自动化系统具有以下几个优势和适用场景：1. 提高实验室效率：系统的自动化功能可以减少人工操作，提高实验室的工作效率。
例如，通过系统实现对实验过程的自动化控制，可以节省大量的实验时间和人力资源。
2. 提高实验准确性：系统通过对实验过程的监控和数据采集，可以减少人为因素对实验结果的影响，提高实验的准确性和可重复性。
3. 简化数据管理和分析：系统具备强大的数据管理和分析功能，可以自动存储和整理实验数据，并提供数据分析工具。
这大大简化了数据管理和分析的过程，提高了实验室的数据处理效率。
自动化实验室
AS/RS自動倉儲系統規格設備
機械設備
自動倉儲系統
無人搬運車
觸控式面板
國立屏東科技大學 工業管理系所
AS/RS自動倉儲系統操作影片
國立屏東科技大學 工業管理系所
C N C 加 工 機
規劃目標
藉由本實驗室CNC加工機械實務操作與業界多方面接軌，提升本系師生對材 料模組加工、電腦設計製圖以及CAD/CAM模擬之經驗，以達到理論與實務結合目 的。
實習效益
1. 提供學生切削及零組件或模具『物料加工』之實機操作經驗，並認識工具 機在製造程序上的功能以及其製程的前後順序，使學生熟悉精密工具機之 系統意義 2. 課程物料設計加工，配合工廠實務，使學生透過產學合作的方案執行，讓 學生瞭解設計實務工作與學習職場的設計原理。 3. 以實驗室之實務經驗配合業界及學術單位的交流，期望未來透過企業之實 際案例共同合作相關的學術研究論文，以達到理論與實務結合的目的。 4. 將產學合作與研究成果之相關經驗，回饋至教學指導計畫中。例如開設產 學設計實務及研究所產學自動化設計等相關課程。以助教學品質之提升。
國立屏東科技大學 工業管理系所
實習架構
課程講授 AS/RS 應用 專題實習
生產管理 設施規劃 物流管理 物料管理 自動化概論 電腦控制系統 生產系統設計與管理
模擬倉儲流程運作 熟悉倉庫控制操作 加強實務倉儲研究
建立AS/RS自動倉儲系統知識 建立AS/RS自動倉儲系統知識 AS/RS自動倉儲系統
國立屏東科技大學 工業管理系所
國立屏東科技大學 工業管理系所
國立屏東科技大學 工業管理系所
實習架構
課程講授 排程系統 應用 專題實習
決策分析 人與電腦互動 生產管理專題 製造系統專題 電腦整合製造系統 高等生產系統設計
掌握试验室自动化系统的基本结构
未来试验室自动化系统还将更加注重绿色环保、安全可靠等方面的要求，为科研和生产提供 更加优质、可靠的服务。同时，系统的可扩展性和可定制性也将得到进一步提升，满足不同 用户的需求。
THANKS FOR WATCHING
功能实现
系统能够实现物理量的自动测量与控制、实验过程的自动化管理与监控、实验数据的自动 处理与显示等功能，为物理实验提供了更加便捷、高效的操作方式。
应用效果
通过应用该自动化系统，物理试验室实现了对多个物理实验的快速、准确测量与控制，同 时提高了实验数据的处理速度和可视化程度，为物理研究提供了更加全面、深入的实验支 持。
感谢您的观看
通过引入人工智能、机器学习等技术，提高自动化系统的自适应能力 和智能化水平。
建立完善的售后服务体系
为试验室提供及时、专业的售后服务和技术支持，确保自动化系统的 稳定运行和持续升级。
06 结论与展望
汇报总结
试验室自动化系统基本结构包括：硬件平台、软件平台、数据管理系统和通信网络 等部分，各部分相互协作，实现试验室各项工作的自动化、智能化管理。
05 试验室自动化系统优缺点 分析
优点总结
提高工作效率
自动化系统可以快速、准确地完成试验任务， 减少人工操作的时间和误差。
提高数据准确性
自动化系统采用先进的传感器和测量技术， 能够获取更精确、更可靠的数据。
降低成本
自动化系统可以节省大量人力成本，同时减 少试验过程中产生的浪费和损耗。
增强安全性
自动化系统可以减少人员接触危险物品和环 境的机会，从而保障试验人员的安全。
针对各种试验设备开发的驱动程序， 用于实现设备与自动化系统之间的通 信和控制。
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第三节 基本结构
• 1.标本运输系统 (sample transportation system, STS) • 2.标本前处理系统 (sample pre-analytical moudular system, PAM) • 3.自动化分析仪 (automated analyzer) • 4.分析后处理输出系统 • 5.临床实验室信息系统 (laboratory information system, LIS)
• 是可进行样品登记和样品处理任务的工 作单元。应该进行样品检查、条码识别、 离心、分样、贴标签和样品缓存等工作。
• 整合的工作单元(Integrated Workcell)
• 是可与其它前处理工作单元、分析单元 集成到一起的多个分析仪器、合并的仪器 或工作单元。
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第二节 基本概念与分类
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第二节 基本概念与分类
• 模块工作单元(Modular Workcell) • 二台或二台以上具有相同分析原理的自
动分析仪和一台控制器所组成。整个工作 流程由中央计算机智能多线程控制，合理 分配，实现高速、高效的测定。
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第二节 基本概念与分类
• 前处理工作单元(Preanalyticl Workcell)
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3
教学基本要求
1.掌握TLA的定义，了解其发展过程。 2.掌握实验室自动化系统的基本结构。 3.掌握实验室自动化的相关概念。 4.了解实验室自动化实现的意义。
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实验室自动化系统
为了实现临床实验室内某一个或几个检 测系统如临床化学、免疫学、血液学等检 验的检测系统系统化整合，而将相同或不 相同的分析仪器与实验室分析前和分析后 的分析系统，通过自动化流水线和信息网 络进行连接的过程，构成全自动化的流水 线作业环境，覆盖整个检验过程，形成大 规模的全检验过程的自动化。
一组相互连接的仪器中。 整合:将一种分析仪器或多种分析仪器与分析
前设备和分析后设备相互连接。
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第二节 基本概念与分类
• 分析合并(Analytical Consolidation) • 合并的仪器 (Consolidated Instrument) • 任务整合(Task Integration) • 标本管理器(Specimen Manager) • 工作单元(Workcell) • 模块工作单元(Modular Workcell) • 前处理工作单元(Preanalyticl Workcell) • 整合的工作单元(Integrated Workcell)
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第三节 基本结构
• 分析后处理输出系统 输出缓冲模块包括出口模块和标本储存接收
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第二节 基本概念与分类
• 分析合并(Analytical Consolidation) • 是将多种分析技术集成到一台仪器中。 • 合并的仪器 (Consolidated Instrument) • 指含有多种分析技术的分析仪器 • 任务整合(Task Integration) • 意为将多种自动处理的任务整合为一个
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第一节 实验室自动化的发展
第一代：
20世纪60年代出现的单通道或多通道分析仪, 如库尔特血球计数仪，贝克曼血糖分析仪，泰 尔康化学系统
第二代：
20世纪70年代出现的任选式多通道分析仪
第三代：
20世纪90年代出现的整合自动化流水线系统
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第二节 基本概念与分类
一.基本概念: 合并:将不同的分析技术或方法集成到一台或
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5
全实验室自动化
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6
Front View of Automation Line （自动化流水线正面观）
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7
Tail End of Automation Line （自动化流水线末端）
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自动化流水线
检验科全自动化流水线
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第第二二十十章章 实实验验室室自自动动化化系系统统 LabLoarbaortaotroyry AAuuttoommaattiioon n
1
内容提要
1.实验室自动化系统的发展 2.实验室自动化系统的相关概念 3.实验室自动化的基本结构
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2
内容提要
4.实验室自动化实例介绍 5.实验室自动化的意义
可连续处理的进程
◈⊃ ► ◄ ■ຫໍສະໝຸດ 13第二节 基本概念与分类
• 标本管理器(Specimen Manager)
• 是一个机械装置，它可在分析前储存样品，在 分析后对样品进行缓存。
• 工作单元(Workcell)
• 由一个标本管理器和一台（或多台）仪器组成。 一个工作单元可实现分析前的样品存储、分析时 标本向分析仪的传送和分析后存储在输出缓存区 中。工作单元可通过人工机械手实现系统的自动 处理过程。
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第三节
• 标本运输系统
基本结构
1.传输系统负责将样品从一个模块传递到另 一个模块。
2.现有的产品可分为两大类: 智能化传输带 和智能自动机械臂，每一类中又有多种规 格。
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第三节 基本结构
前处理工作站 样品的投入和分类
自动装载和样本离心 样本管去盖
样本再分注及标记
二.分类: 1．实验室模块自动化系统 2．全实验室自动化（TLA）
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实验室模块自动化 强大处理器自动完成耗时的工作
贮藏室 出口区域
分析 仪器 数据管理
分装模块
分析
揭盖
仪器
离心
样本入口区域 急诊标本装载区域 条形码识别 离心 揭盖 原始管装载&卸载,直接进行分析 智能测试的贮存区域 无链接仪器样本分类至原来区域 样本分装
无需离 心样本
样本入 口区域
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全实验室自动化（TLA）
• 是将众多模块分析系统整合成一个实现对 标本处理、传送、分析、数据处理和分析 过程的全自动化。标本在TLA可完成临床化 学、免疫学、血液学等亚专业的任一项目 检测。全实验室自动化包括：自动化标本 处理、标本自动传送和分选至相应的分析 工作站、自动分析、利用规范的操作系统 软件对分析结果进行审核、储存已分析的 标本并能随时对储存标本重新进行测试。