引言
接上一期，李雪良博士分享了他對生物反應器“云”服務這種商業(yè)模式的理解，并講解了云服務商業(yè)模式對軟、硬件的需求，這期將介紹迪必爾CloudReady解決方案的設計思想和創(chuàng)新特性，包括高度可擴展的軟、硬件架構，豐富的遠程監(jiān)控功能，內(nèi)置項目和用戶管理，工作流程自動化，標準的數(shù)據(jù)庫接口以及數(shù)據(jù)的可追溯性。
    我們針對主要的的構架還有軟件、硬件進行了設計。下面再給大家簡單的介紹一下CloudReady系列的特性。

首先是系統(tǒng)構架，硬件現(xiàn)在最小的體積是250ml，最少單元是四個反應器，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器經(jīng)過交換機，可以和中心數(shù)據(jù)庫連接，同時也可以連接多個操作站。

每個操作站，權限是可以設置的，比如說可以將操作員的權限設置為可以修改、可設置參數(shù)或者可使用遠程監(jiān)控的，當有離線分析的實驗室時，分析員可以使用離線數(shù)據(jù)上的權限，將所有分析數(shù)據(jù)進行上傳，同時也可以通過交換機把數(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器。

如果第三方的客戶需要訪問相關數(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，客戶可以隨時查這些數(shù)據(jù)，且它的系統(tǒng)構架是可拓展的。
   
這里是8個兩組反應器的照片，可以不斷擴展反應器數(shù)量，如果你的實驗室里面擴展到了一百臺反應器，而去到實驗室里面的人員想知道每一臺反應器是否在做實驗、誰在用、是哪個項目？這時候可以輕松通過反應器上的觸摸屏來獲取，上面顯示著所需要的信息，包括實時的過程參數(shù)、細胞株、菌種、操作記錄等，你有自主權讓你需要的信息顯示出來。
 
實驗室里每臺反器上都有信息屏幕，這種功能設計我目前還是沒有見過，不管是國內(nèi)的還是國外的品牌，在反應器上并不能顯示出來，這好像我們是首創(chuàng)。設計的初衷是針對云反應器數(shù)量龐大，在它們同時運行的時候做到一目了然的功能。當然這個信息屏上面我們也可以顯示其他東西的，它有N多個頁面，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的信息或者軟件控制程序操作的界面上去，這個軟件可以實現(xiàn)各種個性化需求。    
每個反應器罐體都有攝像頭，通過攝像頭我們隨時可以遠程查看培養(yǎng)狀態(tài)。系統(tǒng)默認每一分鐘抓拍一張罐內(nèi)培養(yǎng)狀態(tài)照片，默認保存若干天，期間可以通過網(wǎng)絡來調(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)的臺式反應器結構操作是很不方便的，裝機的容量也會很低。我們重新設計了這套反應器，同時將補料瓶、補料泵的布局，用最短、最直的管道把酸堿或者media這些東西可以精準地補到罐里面。這同時也是我們的專利設計。
前面是硬件的，后面我再簡單說一下軟件。
   
用戶管理：有不同的用戶組類別，每個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，每組有不同的級別。里面包括customer管理系統(tǒng)，當開始啟動某一項目的時候，我們可以指定此項目的customer是誰，項目的負責人是誰，客戶是誰，預計的起始時間，項目關鍵節(jié)點等這些信息，這也是基本的項目管理功能。這些功能我們在之前宣傳的視頻里很少提到些，因為對大部分客戶來說是自己直接用，或許不涉及這么細的項目或人員管理；但對于比較大的組織，大的公司也許會有這類要求。
   
當開始首批次運行反應器的時候，要輸入比如說屬于哪個project，是誰的project；如果是給別人提供服務的話，可以啟用時間收費計算功能，這些在正常的生物反應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，實現(xiàn)操作之前就指引你把這些信息都添加進去了。

關于腳本化的運行，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。也可以提取出來導出文件，應用到其他的反應器里，實現(xiàn)快速的重復實驗。不需要人根據(jù)時間，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，可以對應將批次數(shù)據(jù)導出的。很多用戶會選擇CSV格式的文件導出，進行很多批次比較方案。這個工作如果是傳統(tǒng)的反應器是需要用戶拿個u盤或者是導出來到自己電腦上，打開excel或把數(shù)據(jù)導入批次做曲線，再將多個批次多個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，可以通過導入導出數(shù)據(jù)腳本文件，可以支持自定義的文件、趨勢圖的樣式等。當你要進行大量的數(shù)據(jù)分析時，那么可以選擇把關注的曲線呈現(xiàn)在所選擇的坐標上，將它們生成文件，同時可以輕松的分享它們，甚至將它們完整復制到其他的反應器去重現(xiàn)。

不僅如此，我們D2MS軟件，它是可以進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方案，反復調(diào)用，把它應用到不同批次的比較上去，最終得到你想要的結論。

當你的工藝已經(jīng)基本確定了，那可將你確定的時間、攪拌、系數(shù)、PH、DO等寫出來保存成一個文件，讓D2MS根據(jù)這個文件幫你自動生成設定值曲線，你可以一鍵下載到100個反應器上去執(zhí)行都沒有問題。詳細得說它有兩部分功能可選，一種是生成后在PC端運行，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)別是沒有任何點數(shù)的限制，可以1萬個點，2萬個點都沒有問題；區(qū)別于PLC的是有限存儲空間，一般只能實現(xiàn)10個點到20個點比較簡單的曲線。

另外還有最近大家非常關注的黃金批次。“黃金批次”也叫完美批次，是指比其他批次各方面指標都較優(yōu)的一次發(fā)酵或者細胞培養(yǎng)。黃金批次一般通過細致地調(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這個基礎功能，可以輕松將黃金批次的操作條件復刻到其他批次。并且由于這一功能的中間文件是CSV格式，我們還可以在實施之前使用Excel等工具，對黃金批次的操作條件數(shù)據(jù)做進一步的簡化、平滑等處理，甚至整合并若干個較好批次的平均值。

D2MS的靈活性使這一切都成為可能。免費社區(qū)版可通過UDF實現(xiàn)，大家可以上下面這個鏈接試試。http://dm.parallel-bioreactor.com/d2ms.html
   
理論上我們可以通過Python腳本把整個發(fā)酵工藝自動化。自定義函數(shù)有兩個文件，一個是Python的腳本，另一個是UDF自己的文件，同時也可以導出。兩個數(shù)據(jù)庫本身里面的tables，還有數(shù)據(jù)庫本身的構架，我們也是可以導入導出的，也可以部署到其他的系統(tǒng)導入進去。

關于實驗設計的方案，你可以導出自己的格式。如果你沒有安裝JMP這類軟件的話也沒有關系，可以使用我們內(nèi)置的DOE實驗設計、數(shù)據(jù)分析功能。同時也支持第三方設計軟件的導入，支持多種文件格式。

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

以上介紹是些我們平時很少提到的東西，跟大家聊一聊。大家如果有不同的認識，歡迎進行補充！謝謝。