用于实验室设备的自动排程器制造技术

本发明专利技术的一个方面公开了一种由计算机实现的方法，其包括：接收至少一个命令；使用自动化实验室设备的一个以上资源描述、自动化实验室设备的一个以上规程描述、目标函数和所述至少一个命令生成一个以上优化问题实例，所述方法进一步包括将所述一个以上优化问题实例作为输入提供到约束优化解算器，所述约束优化解算器处理所述一个以上优化问题实例，生成用以在所述自动化实验室设备上执行所述至少一个命令的操作程序。

Automatic scheduler for laboratory equipment

One aspect of the invention discloses a method, a computer implemented includes receiving at least one command; use of automated laboratory equipment more than one resource description, automated laboratory equipment more than one procedure description, the objective function and the at least one command to generate more than one optimization example, the the method further includes one or more optimization example is provided as input to the constrained optimization solver, solver for processing the one or more instances of the optimization problem of constrained optimization, generated by the automated laboratory equipment on the execution of the at least one command operation procedures.

【技术实现步骤摘要】
用于实验室设备的自动排程器
本专利技术涉及用于为自动化实验室设备提供操作程序的方法和系统。
技术介绍
在当今的实验室环境中，可以部署用于执行各种任务的自动化实验室设备。自动化实验室设备可以接收样品和命令。这些命令描述了在每个样本上执行哪些规程。可能会发生并行处理多个样本，例如用以增加处理量或缩短获取结果的时间。为了执行规程，会需要多个资源，诸如仪器资源(例如，样品架和反应容器的运输系统，带有移液管以转移和配量样品和/或试剂液体的机械臂，流体混合器，培育器位置，光电检测器位置等)，和消耗性资源(例如，试剂，一次性流体载体，诸如试管、反应容器、多孔板，或者样品流体和试剂的其它流体载体，一次性移液管吸头，等等)。使用这些资源处理命令的顺序称为过程。由于多个过程(每个过程处理一个规程)完全或部分地并行运行，并且共享一些资源，所以实验室设备的资源活动模式可能相当复杂。这种复杂性可能因苛刻的配时窗口(例如为了在分析仪中进行化学反应)以及因避免例如结转而定义的规则或所请求命令的优先级而变得更大。因此，开发和运行自动化实验室设备的操作程序非常具有挑战性。
技术实现思路
在第一总的方面，一种用于提供自动化实验室设备的操作程序的由计算机实现的方法，包括：接收至少一个命令，每个命令要求在所述自动化实验室设备上执行一个以上规程；使用所述自动化实验室设备的一个以上资源描述、所述自动化实验室设备的一个以上规程描述、目标函数以及所述至少一个命令，生成一个以上优化问题实例，所述一个以上资源描述描述存在于所述自动化实验室设备中的资源以及所述资源的性能和约束，每个规程描述描述所述自动化实验室设备能够执行的规程，每个规程描述包括由所述自动化实验室设备执行的一个以上规程步骤的定义，每个规程描述包括在所述实验室设备上执行所述规程步骤时要遵守的一个以上约束，所述目标函数定义所述自动化实验室设备的操作程序的优化目标，所述方法进一步包括：将所述一个以上优化问题实例作为输入提供到约束优化解算器；所述约束优化解算器处理所述一个以上优化问题实例，生成在所述自动化实验室设备上执行所述至少一个命令的操作程序。在第二总的方面，实验室网络包括自动化实验室设备和被构造成执行第一总的方面的步骤的计算机系统。第一和第二总的方面的主题的具体实施例能够实施，以实现以下优点中的一个以上优点。首先，在某些例子中，本专利技术的技术能够允许快速且灵活地生成用于自动化实验室设备的操作程序。例如，通过使用对自动化实验室设备建模的优化问题实例和(可能是通用的)约束优化解算器，可以在没有或几乎没有关于要生成的程序结构的现有知识(即，排定问题的解)的情况下生成所述程序。在一些现有技术的排程器中，使用预定的操作模板(例如限定何时可以执行特定操作的模板)。这些规程定义为使得它们可以安装到预定的模板中。在运行时间(例如，在一个以上命令到达时)，所述程序将执行命令所需的相应规程安装到预定模板中。这些排程器的程序质量可能强烈依赖于预定模板。此外，不可以直接地修改排程器，以例如包括新的规程，在不同的自动化实验室设备上操作，或者改变自动化实验室设备的参数(例如，移液时间或者培育持续时间)。这样的过程可能要求有经验的用户参与，他们对于相应的自动化实验室设备或者用以制备新模板的大量试错工作有深入了解。在一些示例中，本专利技术的技术可以改善或甚至克服这些问题。资源和规程描述可以以相对直截了当的方式进行修改，而适应于不同的实验室设备、自动化实验室设备的改变的设计，或者改变的规程。可以不需要提供有关排定过程潜在解的信息。另外，约束优化解算器可以在发生上述变化之一发生之后重新运行，而不需要(大量)修改解算器。例如，解算器的第一次运行(或多次运行)可以生成经过优化以产生高处理量的程序。在后面时间点，高优先级的命令可能会到达实验室。在这种情况下，可以触发约束优化解算器的重新运行，使程序适应这种新情况。更新后的程序可以尽快处理高优先级的样品。如在该示例中一样，在一些示例中，本专利技术的技术可以允许适应多种其他情况。优化问题实例生成过程的基础结构可以保持(基本上)不变。此外，设计者可以在不考虑优化过程的解的结构的情况下，改变或补充资源描述、规程描述和目标函数。以相同的方式，可以考虑多个装置或包含多个自动化装置的实验室环境。当像现有技术的排程器中针对排定过程使用预定模板时，可能就不是这种情况了。下面将讨论本专利技术技术的灵活性如何允许实验室设备改进操作的其它示例。其次，本专利技术的技术在一些示例中可以用于生成使得自动化实验室设备运行更快、实现更高的处理量或者有效地运行更多资源(或这些优点中两个以上的组合)的程序。第三，本专利技术的技术可以用于模拟自动化实验室设备的排定操作。以这种方式，本专利技术的技术可以有助于开发自动化实验室设备。例如，可以基于利用本专利技术技术的模拟结果，来选择或改变自动化设备的组件的布置和布局。以相同的方式，可以通过使用本专利技术的技术，来开发自动化实验室设备操作的规程、工作流程或模板。此外，可以通过使用根据本专利技术的模拟，来测试自动化实验室设备和规程和工作流程的设计。在本专利技术中，诸多术语以特定方式使用：本文所用的术语“自动化实验室设备”可以指在实验室工作中，例如在临床、化学、生物、免疫学或药物领域等中使用的任何种类的自动化或半自动化技术装置。这种实验室装置可以包括用于执行流体转移和配量、流体均化(混合)、温度控制以及化学或物理参数测量的部件。例如，这些装置可以包括流体分配部件(例如，移液管或阀)、搅拌器、调温装置、振动器或搅拌器。在其他示例中，自动化实验室设备可以包括分析系统，或者分析系统或分析仪的工作单元。例如，自动化实验室设备可以是用于分析样品的机械特性、光学特性、化学特性或生物学特性的分析仪。“自动化实验室设备”不一定位于专门的实验室。相反，该术语还包括用于进行分析过程的独立实验室设备，例如在临床、化学、生物学，免疫学或制药领域。例如，在诸如医师诊所或药房的护理点设施中的台式装置或者用于家庭使用的装置也可以是根据本专利技术的自动化实验室设备。本文所用的“自动化实验室设备”包括控制单元或控制器，所述控制单元或控器在操作上可联接到到一个以上分析工作单元、分析前工作单元和分析后工作单元，所述控制单元可操作以控制工作单元。此外，控制单元可以操作用以评估和/或处理收集的分析数据，用以控制样品针对任何一种分析仪的加载、存储和/或卸载，用以初始化为进行所述分析等制备样品、样品管或试剂等所用的分析系统的分析或硬件或软件操作。在一个示例中，自动化实验室设备可以是被构造成在实验室环境中运输样品的运输系统。本文所用的术语“分析仪”/“分析工作单元”涵盖可以测量样品的物理或化学特性的任何设备或设备部件。在一些实例中，该装置可以被构造为引起生物样品与试剂的反应，用于获得测量值。分析仪能够操作以通过各种化学、生物、物理、光学或其他技术步骤来确定样品或其组分的参数值。分析仪可以操作以测量样品或至少一种分析物的所述参数，并返回所获得的测量值。分析仪返回的可能分析结果的列表包括但不限于：样品中分析物的浓度，表明分析物在样品中的存在的数字(是或否)结果(对应于高于检测水平的浓度)，光学参数，图像，细胞或粒子数，DNA或RNA序列，从蛋白质或代谢物的质谱学结果获得的数本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于为自动化实验室设备提供操作程序的由计算机实现的方法，所述方法包括：接收至少一个命令(7)，其中，每个命令(7)要求在所述自动化实验室设备上执行一个以上规程；使用所述自动化实验室设备的一个以上资源描述(4；41‑44)、所述自动化实验室设备的一个以上规程描述(3；3A)、目标函数(6)以及所述至少一个命令(7)，生成一个以上优化问题实例，其中，所述一个以上资源描述(4；41‑44)描述存在于自动化实验室设备中的资源以及所述资源的性能和约束；其中，每个规程描述(3；3A)描述所述自动化实验室设备能够执行的规程，其中，每个规程描述包括由所述自动化实验室设备执行的一个以上规程步骤(31A‑31E)的定义，其中，每个规程描述包括在所述实验室设备上执行所述规程步骤时要遵守的一个以上约束(32A‑32G)，其中，所述目标函数(6)定义所述自动化实验室设备的操作程序的优化目标；所述方法进一步包括：将所述一个以上优化问题实例作为输入提供给约束优化解算器；所述约束优化解算器处理所述一个以上优化问题实例，生成在所述自动化实验室设备上执行所述至少一个命令的操作程序(8)。

【技术特征摘要】
2016.09.21 EP 16189852.31.一种用于为自动化实验室设备提供操作程序的由计算机实现的方法，所述方法包括：接收至少一个命令(7)，其中，每个命令(7)要求在所述自动化实验室设备上执行一个以上规程；使用所述自动化实验室设备的一个以上资源描述(4；41-44)、所述自动化实验室设备的一个以上规程描述(3；3A)、目标函数(6)以及所述至少一个命令(7)，生成一个以上优化问题实例，其中，所述一个以上资源描述(4；41-44)描述存在于自动化实验室设备中的资源以及所述资源的性能和约束；其中，每个规程描述(3；3A)描述所述自动化实验室设备能够执行的规程，其中，每个规程描述包括由所述自动化实验室设备执行的一个以上规程步骤(31A-31E)的定义，其中，每个规程描述包括在所述实验室设备上执行所述规程步骤时要遵守的一个以上约束(32A-32G)，其中，所述目标函数(6)定义所述自动化实验室设备的操作程序的优化目标；所述方法进一步包括：将所述一个以上优化问题实例作为输入提供给约束优化解算器；所述约束优化解算器处理所述一个以上优化问题实例，生成在所述自动化实验室设备上执行所述至少一个命令的操作程序(8)。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述约束优化解算器对所述一个以上优化问题实例的处理发生在所述自动化实验室设备的运行时间期间。3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述约束优化解算器对所述一个以上优化问题实例的处理响应于触发事件发生在所述自动化实验室设备的运行时间期间，可选的是其中，所述触发事件是下列事件中的一个：一个以上新命令到达，所述自动化实验室设备的资源改变，用户输入，命令预测修改，经过预定时段，错误，例外情况，或者这些事件中的两个以上事件的组合。4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，所述约束优化解算器对所述一个以上优化问题实例的处理响应于相应触发事件的发生自动地重复进行。5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，进一步包括收集用于所述自动化实验室设备的一批多个命令(7)；以及所述约束优化解算器(2)处理所述优化问题实例，针对所述一批多个命令同时生成操作程序(8)。6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述处理步骤发生在所述自动化实验室设备的仪器软件的开发或设计时间期间，或者其中，所述处理步...

【专利技术属性】
技术研发人员：F·约斯特，S·科纳，E·E·奥斯特布鲁克，G·P·詹纳，
申请(专利权)人：豪夫迈·罗氏有限公司，
类型：发明
国别省市：瑞士,CH