引言
接上一期，李雪良博士分享了他對(duì)生物反應(yīng)器“云”服務(wù)這種商業(yè)模式的理解，并講解了云服務(wù)商業(yè)模式對(duì)軟、硬件的需求，這期將介紹迪必爾CloudReady解決方案的設(shè)計(jì)思想和創(chuàng)新特性，包括高度可擴(kuò)展的軟、硬件架構(gòu)，豐富的遠(yuǎn)程監(jiān)控功能，內(nèi)置項(xiàng)目和用戶管理，工作流程自動(dòng)化，標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)庫接口以及數(shù)據(jù)的可追溯性。
    我們針對(duì)主要的的構(gòu)架還有軟件、硬件進(jìn)行了設(shè)計(jì)。下面再給大家簡(jiǎn)單的介紹一下CloudReady系列的特性。

首先是系統(tǒng)構(gòu)架，硬件現(xiàn)在最小的體積是250ml，最少單元是四個(gè)反應(yīng)器，以四的倍數(shù)遞增，平行控制的數(shù)量原則上來講是沒有上限。這些平行控制的反應(yīng)器經(jīng)過交換機(jī)，可以和中心數(shù)據(jù)庫連接，同時(shí)也可以連接多個(gè)操作站。

每個(gè)操作站，權(quán)限是可以設(shè)置的，比如說可以將操作員的權(quán)限設(shè)置為可以修改、可設(shè)置參數(shù)或者可使用遠(yuǎn)程監(jiān)控的，當(dāng)有離線分析的實(shí)驗(yàn)室時(shí)，分析員可以使用離線數(shù)據(jù)上的權(quán)限，將所有分析數(shù)據(jù)進(jìn)行上傳，同時(shí)也可以通過交換機(jī)把數(shù)據(jù)上傳到數(shù)據(jù)庫里面。

如果第三方想要自己開發(fā)一些控制功能，我們可以提供接口，比如可以通過OPC UA來直接控制這些反應(yīng)器。

如果第三方的客戶需要訪問相關(guān)數(shù)據(jù)，我們還可以幫助第三方將這些數(shù)據(jù)安全地呈現(xiàn)有客戶，客戶可以隨時(shí)查這些數(shù)據(jù)，且它的系統(tǒng)構(gòu)架是可拓展的。
   
這里是8個(gè)兩組反應(yīng)器的照片，可以不斷擴(kuò)展反應(yīng)器數(shù)量，如果你的實(shí)驗(yàn)室里面擴(kuò)展到了一百臺(tái)反應(yīng)器，而去到實(shí)驗(yàn)室里面的人員想知道每一臺(tái)反應(yīng)器是否在做實(shí)驗(yàn)、誰在用、是哪個(gè)項(xiàng)目？這時(shí)候可以輕松通過反應(yīng)器上的觸摸屏來獲取，上面顯示著所需要的信息，包括實(shí)時(shí)的過程參數(shù)、細(xì)胞株、菌種、操作記錄等，你有自主權(quán)讓你需要的信息顯示出來。
 
實(shí)驗(yàn)室里每臺(tái)反器上都有信息屏幕，這種功能設(shè)計(jì)我目前還是沒有見過，不管是國(guó)內(nèi)的還是國(guó)外的品牌，在反應(yīng)器上并不能顯示出來，這好像我們是首創(chuàng)。設(shè)計(jì)的初衷是針對(duì)云反應(yīng)器數(shù)量龐大，在它們同時(shí)運(yùn)行的時(shí)候做到一目了然的功能。當(dāng)然這個(gè)信息屏上面我們也可以顯示其他東西的，它有N多個(gè)頁面，比如說可以顯示二維碼，掃到二維碼以后重新定向到更詳細(xì)的信息或者軟件控制程序操作的界面上去，這個(gè)軟件可以實(shí)現(xiàn)各種個(gè)性化需求。    
每個(gè)反應(yīng)器罐體都有攝像頭，通過攝像頭我們隨時(shí)可以遠(yuǎn)程查看培養(yǎng)狀態(tài)。系統(tǒng)默認(rèn)每一分鐘抓拍一張罐內(nèi)培養(yǎng)狀態(tài)照片，默認(rèn)保存若干天，期間可以通過網(wǎng)絡(luò)來調(diào)取歷史照片查看。比如說晚上沒有人守夜看罐，確發(fā)生了一些預(yù)料之外的事情，那么可以回去查看它培養(yǎng)過程的一些照片或視頻，這或許會(huì)有意想不到的收獲。
     
CloudReady將平行控制一定數(shù)量的罐，幾十套或幾百上千套，如果是傳統(tǒng)的臺(tái)式反應(yīng)器結(jié)構(gòu)操作是很不方便的，裝機(jī)的容量也會(huì)很低。我們重新設(shè)計(jì)了這套反應(yīng)器，同時(shí)將補(bǔ)料瓶、補(bǔ)料泵的布局，用最短、最直的管道把酸堿或者media這些東西可以精準(zhǔn)地補(bǔ)到罐里面。這同時(shí)也是我們的專利設(shè)計(jì)。
前面是硬件的，后面我再簡(jiǎn)單說一下軟件。
   
用戶管理：有不同的用戶組類別，每個(gè)用戶組里邊可以添加任意多的用戶，也可以加到用戶組里面，每組有不同的級(jí)別。里面包括customer管理系統(tǒng)，當(dāng)開始啟動(dòng)某一項(xiàng)目的時(shí)候，我們可以指定此項(xiàng)目的customer是誰，項(xiàng)目的負(fù)責(zé)人是誰，客戶是誰，預(yù)計(jì)的起始時(shí)間，項(xiàng)目關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)等這些信息，這也是基本的項(xiàng)目管理功能。這些功能我們?cè)谥�前宣傳的視頻里很少提到些，因?yàn)閷?duì)大部分客戶來說是自己直接用，或許不涉及這么細(xì)的項(xiàng)目或人員管理；但對(duì)于比較大的組織，大的公司也許會(huì)有這類要求。
   
當(dāng)開始首批次運(yùn)行反應(yīng)器的時(shí)候，要輸入比如說屬于哪個(gè)project，是誰的project；如果是給別人提供服務(wù)的話，可以啟用時(shí)間收費(fèi)計(jì)算功能，這些在正常的生物反應(yīng)器軟件里面是很少有的。一部分的功能原則上是屬于LIMS（lab information management system），而我們把它整合到D2MS里面了，實(shí)現(xiàn)操作之前就指引你把這些信息都添加進(jìn)去了。

關(guān)于腳本化的運(yùn)行，我們可以把歷史批次，所有操作數(shù)據(jù)、操作條件提取出來，像放電影一樣把它播放出來。也可以提取出來導(dǎo)出文件，應(yīng)用到其他的反應(yīng)器里，實(shí)現(xiàn)快速的重復(fù)實(shí)驗(yàn)。不需要人根據(jù)時(shí)間，根據(jù)其他條件，一步一步去操作了，這是比較典型的，腳本化運(yùn)行的例子。    
選擇類似或者是相同的、不同批次的數(shù)據(jù)分析時(shí)，可以對(duì)應(yīng)將批次數(shù)據(jù)導(dǎo)出的。很多用戶會(huì)選擇CSV格式的文件導(dǎo)出，進(jìn)行很多批次比較方案。這個(gè)工作如果是傳統(tǒng)的反應(yīng)器是需要用戶拿個(gè)u盤或者是導(dǎo)出來到自己電腦上，打開excel或把數(shù)據(jù)導(dǎo)入批次做曲線，再將多個(gè)批次多個(gè)曲線放在一起去比較，這樣一來效率是非常低的。

那么我們類似支持的功能還有很多，可以通過導(dǎo)入導(dǎo)出數(shù)據(jù)腳本文件，可以支持自定義的文件、趨勢(shì)圖的樣式等。當(dāng)你要進(jìn)行大量的數(shù)據(jù)分析時(shí)，那么可以選擇把關(guān)注的曲線呈現(xiàn)在所選擇的坐標(biāo)上，將它們生成文件，同時(shí)可以輕松的分享它們，甚至將它們完整復(fù)制到其他的反應(yīng)器去重現(xiàn)。

不僅如此，我們D2MS軟件，它是可以進(jìn)行批次比較的自定義方案，比如說，你想要比較攪拌、溶氧、pH，那可以把它保存成一個(gè)方案，反復(fù)調(diào)用，把它應(yīng)用到不同批次的比較上去，最終得到你想要的結(jié)論。

當(dāng)你的工藝已經(jīng)基本確定了，那可將你確定的時(shí)間、攪拌、系數(shù)、PH、DO等寫出來保存成一個(gè)文件，讓D2MS根據(jù)這個(gè)文件幫你自動(dòng)生成設(shè)定值曲線，你可以一鍵下載到100個(gè)反應(yīng)器上去執(zhí)行都沒有問題。詳細(xì)得說它有兩部分功能可選，一種是生成后在PC端運(yùn)行，叫D2MS Profiler；另一種功能是在控制系統(tǒng)里直接生成控制，它的區(qū)別是沒有任何點(diǎn)數(shù)的限制，可以1萬個(gè)點(diǎn)，2萬個(gè)點(diǎn)都沒有問題；區(qū)別于PLC的是有限存儲(chǔ)空間，一般只能實(shí)現(xiàn)10個(gè)點(diǎn)到20個(gè)點(diǎn)比較簡(jiǎn)單的曲線。

另外還有最近大家非常關(guān)注的黃金批次。“黃金批次”也叫完美批次，是指比其他批次各方面指標(biāo)都較優(yōu)的一次發(fā)酵或者細(xì)胞培養(yǎng)。黃金批次一般通過細(xì)致地調(diào)整操作參數(shù)而獲得，手工操作幾乎不可能重現(xiàn)�；�于D2MS Profile Player這個(gè)基礎(chǔ)功能，可以輕松將黃金批次的操作條件復(fù)刻到其他批次。并且由于這一功能的中間文件是CSV格式，我們還可以在實(shí)施之前使用Excel等工具，對(duì)黃金批次的操作條件數(shù)據(jù)做進(jìn)一步的簡(jiǎn)化、平滑等處理，甚至整合并若干個(gè)較好批次的平均值。

D2MS的靈活性使這一切都成為可能。免費(fèi)社區(qū)版可通過UDF實(shí)現(xiàn)，大家可以上下面這個(gè)鏈接試試。http://dm.parallel-bioreactor.com/d2ms.html
   
理論上我們可以通過Python腳本把整個(gè)發(fā)酵工藝自動(dòng)化。自定義函數(shù)有兩個(gè)文件，一個(gè)是Python的腳本，另一個(gè)是UDF自己的文件，同時(shí)也可以導(dǎo)出。兩個(gè)數(shù)據(jù)庫本身里面的tables，還有數(shù)據(jù)庫本身的構(gòu)架，我們也是可以導(dǎo)入導(dǎo)出的，也可以部署到其他的系統(tǒng)導(dǎo)入進(jìn)去。

關(guān)于實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的方案，你可以導(dǎo)出自己的格式。如果你沒有安裝JMP這類軟件的話也沒有關(guān)系，可以使用我們內(nèi)置的DOE實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)分析功能。同時(shí)也支持第三方設(shè)計(jì)軟件的導(dǎo)入，支持多種文件格式。

還有HMI，當(dāng)我們有不同的反應(yīng)器，但并不是所有的反應(yīng)器都配備了同樣的分析檢測(cè)儀表，有的有稱重，有的沒有，這種情況下也是可以配置的，相應(yīng)的信息都可以顯示。

以上介紹是些我們平時(shí)很少提到的東西，跟大家聊一聊。大家如果有不同的認(rèn)識(shí)，歡迎進(jìn)行補(bǔ)充！謝謝。