數(shù)字化實(shí)驗(yàn)室主要通過(guò)實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)的數(shù)字化、儀器設(shè)備與IT系統(tǒng)的聯(lián)網(wǎng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)的數(shù)字化是實(shí)驗(yàn)室日常工作中一個(gè)嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。目前已經(jīng)有許多不同類型的電子實(shí)驗(yàn)室記錄(ELNs)和實(shí)驗(yàn)室信息管理系統(tǒng)(LIMS)可供使用，但不是所有的實(shí)驗(yàn)室都使用統(tǒng)一的系統(tǒng)管理數(shù)字化文件。某些移動(dòng)輸入設(shè)備，例如，平板電腦和智能手機(jī)的發(fā)展都有利于數(shù)字化系統(tǒng)的應(yīng)用和推廣。許多實(shí)驗(yàn)室都會(huì)使用數(shù)據(jù)格式完全不同的數(shù)據(jù)，例如，Word、Excel、PDF和圖像格式的通用數(shù)據(jù)格式，也常常要用到一些特殊格式的數(shù)據(jù)。 一、實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)的數(shù)字化為了能夠在更大范圍內(nèi)使用這些數(shù)據(jù)，根據(jù)數(shù)據(jù)產(chǎn)生的過(guò)程來(lái)管理組織數(shù)據(jù)很有必要。圖像數(shù)據(jù)和其他格式的數(shù)據(jù)相互比較，無(wú)需把所有的圖譜并排進(jìn)行對(duì)比，只把具有可比性的譜圖文件相互比較就可以了，要利用大數(shù)據(jù)首先要解決小數(shù)據(jù)的問(wèn)題，但大多數(shù)實(shí)驗(yàn)室都存在的難題是小數(shù)據(jù)太多卻難以關(guān)聯(lián)。在利用大數(shù)據(jù)的過(guò)程中，首先要制定標(biāo)準(zhǔn)，利用制定的標(biāo)準(zhǔn)可以把實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的數(shù)據(jù)輕松的匯總到一起，進(jìn)行整理分類，實(shí)現(xiàn)相互比較。但迄今為止還沒(méi)有能夠?qū)⒖鐚W(xué)科實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)進(jìn)行格式的統(tǒng)一。二、儀器設(shè)備與IT系統(tǒng)的聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)設(shè)備和檢測(cè)儀器都算是實(shí)驗(yàn)室的數(shù)據(jù)采集設(shè)備，它們可以記錄、生成大量數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)常常都被保存在聯(lián)網(wǎng)的計(jì)算機(jī)中，沒(méi)有聯(lián)網(wǎng)接口的話，可以保存在網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動(dòng)器中。因不同工作組之間面臨分散式的設(shè)備配置帶來(lái)的問(wèn)題，因此限制了數(shù)據(jù)暢通無(wú)阻的傳輸，即使使用U盤也很難自動(dòng)把儀器的結(jié)果數(shù)據(jù)與實(shí)驗(yàn)室報(bào)告文檔數(shù)據(jù)建立起一一對(duì)應(yīng)的聯(lián)系。為了填補(bǔ)實(shí)驗(yàn)室儀器設(shè)備與IT系統(tǒng)間的空白，儀器設(shè)備制造商、實(shí)驗(yàn)室用品生產(chǎn)廠、科研機(jī)構(gòu)和制藥企業(yè)合作成立了一個(gè)名為“SiLA快速集成”的國(guó)際性組織，制定了實(shí)驗(yàn)室儀器設(shè)備控制的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。這一標(biāo)準(zhǔn)的目的是不同生產(chǎn)廠家生產(chǎn)的設(shè)備有著統(tǒng)一的接口，即所謂的PMS過(guò)程管理系統(tǒng)接口。這一PMS過(guò)程管理系統(tǒng)接口可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器或者經(jīng)互聯(lián)網(wǎng)的安全連接來(lái)登錄、訪問(wèn)。這樣一來(lái)，同一實(shí)驗(yàn)室的工作者就可以在不同的計(jì)算機(jī)上通過(guò)登錄訪問(wèn)網(wǎng)絡(luò)，登錄的計(jì)算機(jī)可以是在同一大樓內(nèi)的不同計(jì)算機(jī)，也可以是另一個(gè)地區(qū)的任一計(jì)算機(jī)，登錄后可以任意訪問(wèn)一臺(tái)儀器設(shè)備，進(jìn)行過(guò)程參數(shù)的輸入，同時(shí)接收設(shè)備數(shù)據(jù)。在自動(dòng)化控制環(huán)境中，還可以對(duì)整個(gè)檢測(cè)過(guò)程或文件錄入過(guò)程進(jìn)行遠(yuǎn)程遙控或監(jiān)控。
SiLA實(shí)驗(yàn)室的自動(dòng)化標(biāo)準(zhǔn)中有用以集成各儀器設(shè)備的不同途徑。例如，通過(guò)與SiLA實(shí)驗(yàn)室自動(dòng)化兼容的驅(qū)動(dòng)器，它能把不符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的設(shè)備通訊納入到網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器的管理之中。SiLA接口轉(zhuǎn)換器能夠?yàn)閮x器操作提供一個(gè)兼容的平臺(tái)，經(jīng)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器與過(guò)程管理系統(tǒng)建立通訊。在方案里，SILA兼容平臺(tái)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器把第三方與過(guò)程管理系統(tǒng)連接起來(lái)，有助于各種設(shè)備的兼容，并能把實(shí)驗(yàn)室中已經(jīng)安裝的儀器設(shè)備與實(shí)驗(yàn)室中的IT網(wǎng)系統(tǒng)連接起來(lái)。
三、數(shù)據(jù)設(shè)備連接標(biāo)準(zhǔn)的建立很多成功的案例都表明可以實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室各儀器設(shè)備間的連接，然而，數(shù)字化試驗(yàn)記錄、實(shí)驗(yàn)室管理系統(tǒng)LIMS之間的連接，但這種連接常常是復(fù)雜的，且成本高。在未來(lái)，或許實(shí)驗(yàn)室儀器設(shè)備可以實(shí)現(xiàn)即開即用的連接。把數(shù)字化實(shí)驗(yàn)記錄集成到與實(shí)驗(yàn)室自動(dòng)化標(biāo)準(zhǔn)SiLA兼容的過(guò)程管理系統(tǒng)中，正如弗勞恩霍夫研究所協(xié)會(huì)與Labfolder公司合作開發(fā)的方案那樣，可以極大地簡(jiǎn)化大量實(shí)驗(yàn)室儀器設(shè)備的常規(guī)連接。下一個(gè)必要的方案就是制定統(tǒng)一的連接協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，有了標(biāo)準(zhǔn)才能將在儀器設(shè)備上檢測(cè)的數(shù)據(jù)和填寫的數(shù)字化實(shí)驗(yàn)記錄之間建立起相互關(guān)聯(lián)。這一標(biāo)準(zhǔn)的目的是建立一個(gè)基礎(chǔ)平臺(tái)，并能夠最大限度地看清基礎(chǔ)平臺(tái)中保存的數(shù)據(jù)。當(dāng)過(guò)去的數(shù)據(jù)自動(dòng)地應(yīng)用在新過(guò)程優(yōu)化中時(shí)，集成、靈活的實(shí)驗(yàn)室在使用過(guò)程中變得易如反掌了，這才可以說(shuō)是真正實(shí)現(xiàn)了大數(shù)據(jù)應(yīng)用。
