在全自動生物實驗室中，有一個控制全局的“大腦”負責實驗設備的調度和管理。這個大腦將根據實驗目的來進行流程的控制和優(yōu)化，讓所有儀器緊密配合，有條不紊地在最短時間內完成最多的實驗。那么它的運行邏輯是什么？

實驗調度，也就是在一定的約束條件下，對需要完成的任務，以及完成任務所需的資源進行分配與次序安排。無論是簡單的日程排布，還是復雜的項目管理，小到計算機的進程調度，大到機場的航班調度，都涉及到任務與資源的統(tǒng)籌安排，也就都需要“調度”。

實驗室智能化管理系統(tǒng)LIMS，在物理形態(tài)上是針對多種儀器設備的自動化整合。獨立的儀器設備實現了單個實驗步驟的智能化，而通過機械臂搬運，樣本可以在儀器設備之間自動化流轉，則實現了整個實驗流程的自動化。

實驗室智能化中，對樣本的操作，例如移液（pipetting）、溫育（incubation）等，即為「調度」需要完成的“任務”，而這些操作所占用的儀器設備，則為「調度」完成任務所需的“資源”。

傳統(tǒng)工業(yè)自動化中，為了追求較高的生產效率，產線的作業(yè)流程通常是反復優(yōu)化后的固定流程。而對于生命科學實驗室而言，其自動化系統(tǒng)需要進行多種多樣的實驗，作業(yè)流程通常是用戶配置的可變流程。因此，工業(yè)自動化通常是“剛性”產線，而實驗室智能化則相當于“柔性”產線。

實驗室智能化管理系統(tǒng)，雖然形態(tài)上是設備集成，但本質上更像一種多層級的復雜設備。在這一復雜設備中，被集成的儀器設備是下層的執(zhí)行單元，它們負責執(zhí)行具體的實驗操作；而這些執(zhí)行單元如何有效的協(xié)同工作，則由更上層的控制器統(tǒng)籌調度。

目前，實驗室智能化解決方案的提供圖形化拖拽的方法，用于實驗流程的定義，用戶可以靈活方便的對實驗流程進行修改。

控制器提供的圖形化拖拽方法，相當于一種特殊的編程語言，用戶藉此語言可以對實驗流程進行“柔性”定義。

只有上層的控制器具備高效可靠的調度能力，整個智能化系統(tǒng)才能靈活應對實驗流程的“柔性”。

實驗室智能化的目的在于提高工作效率，實驗室智能化的關鍵則在于實現“高通量”。

在單通量的實驗中，一般很少涉及資源沖突的問題，而在多通量的實驗中，不同通量的不同任務常常占用同一種設備資源，在這種情況下，資源沖突就不可避免。

資源沖突如果不能合理化解，多個實驗通量同時進行時，甚至有可能因為互斥而出現“鎖死”。

實驗室智能化正是在于解決這種多通量實驗中的資源沖突，確保每個實驗通量都能有條不紊的進行。

有過實驗經歷的人一定非常清楚，真實的實驗過程通常不是一帆風順的，而是會充滿許多意想不到的波折。即使實現了自動化，這種“波折”依然可能存在。

例如，進行實驗流程的排布時，采用的是設備預估的運行時間，但設備實際的運行時間與預估時間相差許多；

再如，設備在運行過程中出現了“可恢復性錯誤”（Recoverable Error），需要在用戶干預后繼續(xù)運行；

又如，某個設備在運行過程中出現了故障，無法繼續(xù)參與實驗，實驗只能在其余的設備上進行。

實驗室智能化管理系統(tǒng)，像是一種特殊的產線，與傳統(tǒng)的工業(yè)產線相比，它最突出的特點在于作業(yè)流程的多變。除了實驗中出現的“意外”情況，某些實驗場景下，還可能需要根據特定的條件判斷來對實驗流程做動態(tài)的切換。

解決實驗室管理的問題，必須首先考慮其特殊性，并根據其特點進行建模。對問題模型進行合理的抽象與構建，是解決問題的前提與關鍵。

實驗室管理平臺目前已自主研發(fā)出應用于實驗室智能化軟件，能夠對靈活定義的復雜實驗流程進行調度，可有效處理資源占用沖突、流程時間約束、設備池資源分配等實驗并行運行的關鍵問題，且具備動態(tài)管理的能力，作為實驗室自動化系統(tǒng)的“中樞”，能夠高效地對實驗設備與試劑耗材進行調度與管理，實現實驗的高通量運行。未來，自動化技術將推動實驗室高效運作，實驗室智能化應用更好地應用到實驗室管理，為檢測行業(yè)輸出更多高效、專業(yè)的自動化解決方案。