CN112734189A - 实验工作流模型建立方法 - Google Patents
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Abstract
一种实验工作流模型建立方法包括：分析、提取实验从开始到结束的各个步骤、步骤之间的依赖关系、步骤之间的输入与输出信息；根据各个步骤、步骤之间的依赖关系、步骤之间的输入与输出信息提取每个步骤涉及到的操作；根据各个步骤、步骤之间的依赖关系、步骤之间的输入与输出、操作信息将实验过程转化为过程段、将过程段转化为过程操作、根据过程操作转化为过程动作；将过程动作与动作集进行匹配；上述方法将实验过程转化为过程段、将过程段转化为过程操作、根据过程操作转化为过程动作，在过程控制模型中，对关键的动作进行了定义，在实际实验设计过程中，只需要关心实验流程所涉及的实验操作，而无需关心底层具体实验所涉及到的实验设备细节。
Description
技术领域
本发明涉及实验自动化，特别涉及一种实验工作流模型建立方法。
背景技术
随着信息技术的高速发展，面对数字经济时代带来的不断增长的竞争压力，传统的制造行业的企业也开始尝试使用信息化技术赋能业务过程，特别是在一些重复性劳动密集型的业务景场下，企业期盼通过信息化技术来自动运作整个或部分的业务过程，多个参与者之间按照某种预先定义的规则信息、数据或任务的过程。
按照工作流管理联盟(WfMC,Workflow Management Coalition)的定义，工作流(Workflow)技术是实现业务过程建模、业务过程仿真、业务过程优化、业务过程管理与集成，从而最终实现业务过程自动化的核心技术。WfMC的1995年发布了工作流参考模型，并发布了第一个工作流过程描述语言WPDL(Workflow Process Definition Language)。WPDL描述了工作流过程过程定义中包含的实体、实体的属性、以及实体与实体之间的关系，以及怎样把这些过程定义归并成过程模型和公共数据。2001年5月WfMC发布一个基于XML(eXtensible Markup Language)描述工作流过程定义规范-XML过程定义语言XPDL(XMLProcess Definition Language).XPDL在XML描述格式基础上对WPDL进行映射，并进行了适当的添加和修改。
由于在研究型实验领域的工作流或业务规则是需要经常变更的，这样的工作流即要满足科研人员不断地高效试错，同时也需要满足实际生产场景中准确、方便的定义生产、开发过程。WPDL和XPDL都是基于同一个工作流的过程元模型，它们统一了现实世界中各类业务的建模方法。并为特定业务的建模提供了借鉴和参照。但是在实际的落地过程中，却常常无法达到应用的需求。
发明内容
基于此，有必要提供一种可提高实验效率的实验工作流模型建立方法。
一种实验工作流模型建立方法，包括：
提取步骤：分析、提取实验从开始到结束的各个步骤、步骤之间的依赖关系、步骤之间的输入与输出信息；
提取操作：根据各个步骤、步骤之间的依赖关系、步骤之间的输入与输出信息提取每个步骤涉及到的操作；
转化：根据各个步骤、步骤之间的依赖关系、步骤之间的输入与输出、操作信息将实验过程转化为过程段、将过程段转化为过程操作、根据过程操作转化为过程动作；
匹配：将过程动作与动作集进行匹配。
在优选的实施例中，还包括：扩充：若涉及到新的过程动作则扩充到动作集中。
在优选的实施例中，所述实验包括：判断溶解度实验，判断溶解度实验过程转化为判断溶解度实验的过程段包括：实验准备阶段、反应阶段、溶清判断阶段、结果存储阶段，所述判断溶解度实验的实验准备阶段的过程操作转化为的过程操作包括：试管架准备操作、溶液准备操作、溶质准备操作，所述判断溶解度实验的反应阶段转化为的过程操作包括：添加溶质操作、添加溶液操作、试管架振荡操作，所述判断溶解度实验的溶清判断阶段包括：溶清分析操作，所述判断溶解度实验的结果存储阶段的过程操作包括：移动试管架至存储区；所述判断溶解度实验的试管架准备操作的过程动作包括：取试管架，所述判断溶解度实验的溶液准备操作的过程动作包括：取溶液至准备区，所述判断溶解度实验的溶质准备操作的过程动作包括：取溶质至准备区；所述判断溶解度实验的添加溶质操作的过程动作包括：添加溶质，所述判断溶解度实验的添加溶液操作的过程动作包括：添加溶液，所述判断溶解度实验的试管架振荡操作的过程动作包括：振荡，所述判断溶解度实验的溶清分析操作的过程动作包括：溶清分析，所述判断溶解度实验的移动试管架至存储区的过程动作包括：移动最终物料。
在优选的实施例中，所述溶清分析中进行溶清判断的标准为：加入设定量纯溶剂加入到试管中，从低速开始逐步加速振荡，每个速度下振荡10s，直到传感器读数的标准差大于10为止，取传感器读数的标准差小于10的最大振荡速度v作为后续判断溶清时采集传感器数据的速度；试管中加完固体和液体后，会先高速振荡使固体充分溶解，再静置10s，再以速度v振荡10s，收集传感器读数和标准差，逐次加100μl溶剂，直到传感器读数的标准差小于10，判断达到溶清。
在优选的实施例中，所述溶清分析中进行溶清判断的标准为：加入2ml纯溶剂加入到试管中，从最高速度的5％开始逐步加速振荡，每次加速10％，每个速度下振荡10s，直到传感器读数的标准差大于10为止，取传感器读数的标准差小于10的最大振荡速度v作为后续判断溶清时采集传感器数据的速度；试管中加完固体和液体后，先使用最高速度的70％进行高速振荡使固体充分溶解，再静置10s，再以速度v振荡10s，收集传感器读数和标准差，逐次加100μl溶剂，直到传感器读数的标准差小于10，判断达到溶清。
在优选的实施例中，所述实验包括：溶析法结晶实验，溶析法结晶实验过程转化为的过程段包括：实验准备阶段、制备阶段、粉末处理阶段、分析阶段，所述溶析法结晶实验的实验准备阶段转化为过程操作包括：溶液操作、溶质操作，所述溶析法结晶实验的实验准备阶段的过程动作包括：取溶质、取溶液、取耗材，所述溶析法结晶实验的制备阶段转化为过程操作包括：制样操作、振荡操作、溶清判断操作，所述溶析法结晶实验的制备阶段的过程动作包括：加溶质、加溶液、振荡、控制温度、分液、溶清，所述溶析法结晶实验的粉末处理阶段转化为过程操作包括：抽滤操作、刮粉末操作、真空干燥操作，所述溶析法结晶实验的粉末处理阶段的过程动作包括：开关盖、抽滤、刮粉末、控制温度、真空干燥、粉末存储，所述溶析法结晶实验的分析阶段转化为过程操作包括：XRD(X-ray diffraction X射线衍射仪技术)操作，所述溶析法结晶实验的XRD操作的过程动作包括：开设备、等待、监控。
在优选的实施例中，所述实验包括：合成实验，合成实验过程转化为的过程段包括：实验准备阶段、制备阶段、分析阶段，所述合成实验的实验准备阶段转化为过程操作包括：溶液操作、溶质操作，所述合成实验的实验准备阶段的过程动作包括：取溶质、取溶液、取耗材，所述合成实验的制备阶段转化为过程操作包括：制样操作、振荡操作、萃取、旋蒸、HPLC制备，所述合成实验的制备阶段的过程动作包括：加溶质、加溶液、振荡、控制温度、分液、萃取，所述合成实验的分析阶段转化为过程操作包括：HPLC操作，所述合成实验的HPLC操作的过程动作包括：开设备、等待、监控。
在优选的实施例中，所述实验包括：聚氯乙烯生产，聚氯乙烯生产过程转化为过程段包括：聚合、回收、干燥，所述聚氯乙烯生产的过程操作包括：准备反应器操作、装料操作、反应操作，所述聚氯乙烯生产的反应操作的过程动作包括：加料、加热、保持。
在优选的实施例中，所述匹配步骤前包括：动作集归纳：根据模型转化、拆解处实验自动化所需要的动作集，所述模型转化、拆解包括：自然语言实验描述转化、动作集归纳；所述动作集包括：添加、收集层、浓缩、重结晶、除气、真空干燥、干燥剂干燥、萃取、过滤、制备溶液、微波、分离、酸碱性、相分离、纯化、淬灭、回流、设定温度、超声、搅拌、等待、冲洗、使用其他步骤、无效操作、无操作中的一种或多种。
在优选的实施例中，所述匹配后还包括：
工作流转化：将过程动作转化为XML描述的实验自动化工作流；
提交：将实验自动化工作流提交到工作流执行引擎。
上述实验工作流模型建立方法根据各个步骤、步骤之间的依赖关系、步骤之间的输入与输出、操作信息将实验过程转化为过程段、将过程段转化为过程操作、根据过程操作转化为过程动作，在过程控制模型中，对关键的动作(Action)进行了定义，在实验人员的实际实验设计过程的时候，只需要关心实验流程所涉及到的实验操作，而不需要具体关心底层具体实验所涉及到的实验设备细节。当新的实验需要新的实验设备时，只需要将实验设备所具有的特征能力抽象成可供实验人员选择的动作(Action)，即可实现工业实验流程的柔性扩展，将实验流程数据与业务数据解耦，增强了工作流的可扩展性。
附图说明
图1为本发明一实施例的实验工作流模型建立方法的部分流程图；
图2为本发明一实施例的判断溶解度实验的部分流程图；
图3为本发明一实施例的实验自动化工作流拆解的部分示意图；
图4为本发明一实施例的动作集的部分示意图；
图5为本发明一实施例的溶析法结晶实验的部分流程图；
图6为本发明一实施例的溶析法结晶实验的转化的部分示意图；
图7为本发明一实施例的合成实验的转化的的部分示意图。
具体实施方式
如图1所示，本发明一实施例的实验工作流模型建立方法，包括：
步骤S101，提取步骤：分析、提取实验从开始到结束的各个步骤、步骤之间的依赖关系、步骤之间的输入与输出信息；
步骤S103，提取操作：根据各个步骤、步骤之间的依赖关系、步骤之间的输入与输出信息提取每个步骤涉及到的操作；
步骤S105，转化：根据各个步骤、步骤之间的依赖关系、步骤之间的输入与输出、操作信息将实验过程转化为过程段、将过程段转化为过程操作、根据过程操作转化为过程动作；
步骤S107，匹配：将过程动作与动作集进行匹配。
本实施例的步骤S101，提取步骤包括：对文章、文献、Excel表语法分析，提取出实验从开始到结束的各个步骤、步骤之间的依懒关系、步骤之间的输入与输出等信息。
本实施例的实验工作流模型建立方法还包括：扩充：若涉及到新的过程动作则扩充到动作集中。
匹配步骤前包括动作集归纳：根据模型转化、拆解处实验自动化所需要的动作集，所述模型转化、拆解包括：自然语言实验描述转化、动作集归纳。
动作集包括：添加、收集层、浓缩、重结晶、除气、真空干燥、干燥剂干燥、萃取、过滤、制备溶液、微波、分离、酸碱性、相分离、纯化、淬灭、回流、设定温度、超声、搅拌、等待、冲洗、使用其他步骤、无效操作、无操作等中的一种或多种。
自然语言实验描述转化的实验流程经过模型转化、拆解出实验自动化所需要的过程动作集(Action List)，以及步骤、步骤之间的依赖关系、步骤之间的输入与输出等信息，这些步骤与操作动作可以映射到过程模型中的过程段、过程操作以及过程动作。
本实施例的匹配步骤后还包括：
工作流转化：将过程动作转化为XML描述的实验自动化工作流；
提交：将实验自动化工作流提交到工作流执行引擎。
本实施例的自然语言实验描述转化，以判断溶解度实验为例。
如图2所示，判断溶解度实验：
(1)机械臂夹取装有12个试管的试管架，放置于台式天平上，天平稳定后清零；
(2)机械臂吊装装有固体粉末的漏斗，分别在12个试管中各加入20mg固体；
(3)机械臂夹取已加好固体粉末的试管架，移动到带温控的振荡器上，每个试管加入2ml溶剂(每个试管溶剂种类不同，针对一种溶质，需要测试40-50种溶剂)；
(4)(溶清判断标准：2ml纯溶剂加入到试管中，从低速开始逐步加速，每个速度下振荡10s，直到传感器读数的标准差大于10为止，取传感器读数的标准差小于10的最大振荡速度v作为后续判断溶清时采集传感器数据的速度；试管中加完固体和液体后，会先高速振荡使固体充分溶解，再静置10s，再以速度v振荡10s，收集传感器读数和标准差，逐次加100μl溶剂，直到传感器读数的标准差小于10，判断达到溶清)
(5)输出实验温度，加入的溶质，溶剂的总量，计算出的溶解度；
(6)对于加入2ml溶剂后完全溶解的溶剂，则需要重新判断溶解度，重复步骤1-5，称量的溶质的量每次增加20mg，加入2ml溶剂，直到判断出溶质在各种溶剂中的溶解度为止；
(7)对于加入的溶剂总量达到5ml上限，依然没有达到溶清的溶剂，则需要重复步骤1-5，称量的溶质的量减为10mg，直到再次达到5ml溶剂上限，若依然没有达到溶清，则记录溶质在溶剂中的溶解度<2mg/ml；
(8)输出溶解度表
(9)完成所有溶解度判断以后，统一回收溶质
对于溶解度判断1-9个步骤，可以由实验业务人员或工艺人员绘制出实验流程图或工艺流程图。如图2为该实验的流程图，在流程图中每一个节点均涉及到自然语言实验流程所描述的实验操作动作。对于批量的实验流程验证的场景，由业务人员进行人工制定流程图的话效率上无法满足快速自动化实验的需求，该场景下可使用自然语言处理NLP(Natural Language Processing)，NLP可针对非结构化的实验流程描述语言转化成机器所能理解的结构化数据。
本实施例的动作集归纳，以上实验流程经过图3实验自动化工作流程拆解后，最终拆解到的粒度为动作(Action)，经过多种不同的实验操作动作拆解以及统计，发现拆解到一定粒度后这些实验都是由一组动作(Action)经过不同的组合排序形成一定的实验反应路线。动作集如图4所示(实验自动化的动作集)。同时针对批量的实验流程验证的场景，利用自然语言处理NLP可以直接从非结构化的实验流程描述语言得到结构化的反应路线实验动作集。
如图3所示，判断溶解度实验过程转化为判断溶解度实验的过程段包括：实验准备阶段、反应阶段、溶清判断阶段、结果存储阶段。
判断溶解度实验的实验准备阶段的过程操作转化为的过程操作包括：试管架准备操作、溶液准备操作、溶质准备操作。判断溶解度实验的反应阶段转化为的过程操作包括：添加溶质操作、添加溶液操作、试管架振荡操作。判断溶解度实验的溶清判断阶段包括：溶清分析操作。判断溶解度实验的结果存储阶段的过程操作包括：移动试管架至存储区。
判断溶解度实验的试管架准备操作的过程动作包括：取试管架。判断溶解度实验的溶液准备操作的过程动作包括：取溶液至准备区。判断溶解度实验的溶质准备操作的过程动作包括：取溶质至准备区。判断溶解度实验的添加溶质操作的过程动作包括：添加溶质，所述判断溶解度实验的添加溶液操作的过程动作包括：添加溶液，所述判断溶解度实验的试管架振荡操作的过程动作包括：振荡，所述判断溶解度实验的溶清分析操作的过程动作包括：溶清分析，所述判断溶解度实验的移动试管架至存储区的过程动作包括：移动最终物料。
进一步，本实施例的溶清分析中进行溶清判断的标准为：加入设定量如2ml纯溶剂加入到试管中，从低速(如低于设备最高速度的20％为低速)开始逐步加速振荡，每个速度下振荡10s，直到传感器读数的标准差大于10为止，取传感器读数的标准差小于10的最大振荡速度v作为后续判断溶清时采集传感器数据的速度；试管中加完固体和液体后，会先高速(如高于设备最高速度的50％为高速)振荡使固体充分溶解，再静置10s，再以速度v振荡10s，收集传感器读数和标准差，逐次加100μl溶剂，直到传感器读数的标准差小于10，判断达到溶清。
优选的，溶清分析中进行溶清判断的标准为：加入2ml纯溶剂加入到试管中，从最高速度的5％开始逐步加速振荡，每次加速10％，每个速度下振荡10s，直到传感器读数的标准差大于10为止，取传感器读数的标准差小于10的最大振荡速度v作为后续判断溶清时采集传感器数据的速度；试管中加完固体和液体后，先使用最高速度的70％进行高速振荡使固体充分溶解，再静置10s，再以速度v振荡10s，收集传感器读数和标准差，逐次加100μl溶剂，直到传感器读数的标准差小于10，判断达到溶清。
实验步骤都是经过大量尝试所得，形成了所谓的实验SOP(实验标准操作规程)。工业里面的过程模型是在已有的SOP上面进行归类、划分、排序。如判断溶解度实验，先按照大的主要阶段进行划分为准备阶段、反应阶段、溶清判断阶段、结果存储阶段。反应阶段又可以分为添加溶质操作、添加溶液操作、控制温度操作、试管架振荡操作等；如添加溶质操作包括了添加溶质动作。得到了“添加+XX溶质”的动作。这个动作最终从动作集里面的映射是“Add"动作，Add动作最终涉及到的模块是称量模块，而称量模块是由机械臂、粉末桶、天平等设备所组成，最终通过这些设备完成了"Add"动作操作。实验设计人员无需要关心所涉及到的设备以及设备相互的操作。
本实施例的步骤S105，转化步骤中，过程模型定义中的过程，过程由一个或一组过程段组成，这些过程段构成一个有序集，既可以是串行的也可是并行的，或者串并兼有的。过程段是过程的一部分，它的运行通常与其它过程段无关。一般它会引起被处理实验材料发生一系列计划好的物理或化学变化。
如聚氯乙烯生产过程中的典型过程段有：
聚合:把乙烯基氯化物单体聚合成聚氯乙烯；
回收:回收剩余的乙烯基氯化物单体；
干燥:千燥聚氯乙烯。
过程模型定义中的过程操作，每个过程段由一个或一组有序的过程操作组成。过程操作代表主要的处理活动。过程操作通常会使被处理的材料产生化学或者物理变化。对把乙烯基氯化物单体聚合成聚氯乙烯的过程段而言，典型的过程操作有：
准备反应器：把反应器中的氧抽空；
装料：加软化水和表面活化剂；
反应：加乙烯基氯化物单体和催化剂，加热到550C^-60℃并保持在此温度下直到反应器压力下降为止。
过程模型定义中的过程动作，每个过程操作可能细分成一个或一组有序的过程动作，由这些过程动作执行过程操作所要求的处理过程动作是组合成过程操作的较小的处理活动。聚氯乙烯生产过程的反应过程操作的典型过程动作有:
加料:给反应器加入所需数量的催化剂；
加料:给反应器加入所需数量的乙烯基氯化物单体；
加热:把反应器的内含物加热到550C-60'C；
保持:保持反应器内含物温度为550C-600C，直到反应器压力下降为止。
进一步，本实施例的实验包括：溶析法结晶实验。
如图5所示，溶析法实验的步骤如下：
(1)根据溶解度表，计算出针对每种溶剂，2ml溶剂(激光传感器有最低液面要求，此处以2ml为例)需要的溶质的量的103％倍的质量M(以保证后续判断溶清时，加一次100μl即可达到溶清)
(2)称量
2.1机械臂夹取装有12个试管的试管架，放置于台式天平上，天平稳定后清零；
2.2机械臂吊装装有固体粉末的漏斗，分别在12个试管中各加入质量为M的固体；
2.3机械臂夹取已加好固体粉末的试管架，移动到带温控的振荡器上。
(3)移液及溶清判断
3.1机械臂吊装移液器，加入2ml溶剂到试管中(12个试管分别加不同的试剂)，高速振荡3分钟，使固体充分溶解，用激光传感器判断是否溶清，未溶清则进行下一步；
3.2每个试管分别加入100μl对应的溶剂，用激光传感器判断是否溶清，已溶清的试管则停止加溶剂，未溶清的试管则继续每次加100μl溶剂，直到判断12个试管均溶清为止。
(4)加反溶剂
4.1机械臂吊装移液器，往试管中逐次添加100μl反溶剂(每个试管对应的反溶剂不一定相同)，直到激光传感器判断有固体析出或者加至良溶剂的3倍为止；
4.2机械臂将试管架转移至存放试管架的位置，继续控温搅拌一定的时间。
(5)抽滤及干燥
5.1机械臂将试管架转移至抽滤的位置，进行抽滤；
5.2机械臂将试管架转移至干燥的位置，进行干燥。
具体实施步骤如下：
提取步骤：分析、提取实验从开始到结束的各个步骤、步骤之间的依赖关系、步骤之间的输入与输出信息。如图5所示，根据溶析法实验描述画出以下实验流程图。
提取操作：根据各个步骤、步骤之间的依赖关系、步骤之间的输入与输出信息提取每个步骤涉及到的操作；
转化：根据各个步骤、步骤之间的依赖关系、步骤之间的输入与输出、操作信息将实验过程转化为过程段、将过程段转化为过程操作、根据过程操作转化为过程动作。结合实验描述以及实验流程图，参照图4(实验自动化的动作集)归纳出当前实验流程所涉及到的实验动作及涉及到的实验实体对象。
| 动作名称(Action Name) | 溶剂 |
| 添加 | 2ml |
| 添加 | 500ul |
| 抽滤 | |
| 干燥 |
匹配：将过程动作与动作集进行匹配。
工作流转化：将过程动作转化为XML描述的实验自动化工作流；部分代码如下：
提交：将实验自动化工作流提交到工作流执行引擎。
如图6所示，进一步，本实施例的溶析法结晶实验过程的转化如下；溶析法结晶实验过程转化为的过程段包括：实验准备阶段、制备阶段、粉末处理阶段、分析阶段。溶析法结晶实验的实验准备阶段转化为过程操作包括：溶液操作、溶质操作。溶析法结晶实验的实验准备阶段的过程动作包括：取溶质、取溶液、取耗材。
溶析法结晶实验的制备阶段转化为过程操作包括：制样操作、振荡操作、溶清判断操作。溶析法结晶实验的制备阶段的过程动作包括：加溶质、加溶液、振荡、控制温度、分液、溶清。
溶析法结晶实验的粉末处理阶段转化为过程操作包括：抽滤操作、刮粉末操作、真空干燥操作。溶析法结晶实验的粉末处理阶段的过程动作包括：开关盖、抽滤、刮粉末、控制温度、真空干燥、粉末存储。
溶析法结晶实验的分析阶段转化为过程操作包括：XRD(X-ray diffraction X射线衍射仪技术)操作。溶析法结晶实验的XRD操作的过程动作包括：开设备、等待、监控。
进一步，本实施例的实验包括：合成实验。如图7所示，合成实验过程转化为的过程段包括：实验准备阶段、制备阶段、分析阶段。合成实验的实验准备阶段转化为过程操作包括：溶液操作、溶质操作。合成实验的实验准备阶段的过程动作包括：取溶质、取溶液、取耗材。合成实验的制备阶段转化为过程操作包括：制样操作、振荡操作、萃取、旋蒸、HPLC制备。合成实验的制备阶段的过程动作包括：加溶质、加溶液、振荡、控制温度、分液、萃取。合成实验的分析阶段转化为过程操作包括：HPLC操作。合成实验的HPLC(High PerformanceLiquid Chromatography高效液相色谱法)操作的过程动作包括：开设备、等待、监控。
本发明的实验自动化的工作流模型方法在WfMC提出的XPDL标准基础上，结合实验自动化业务流程特点，提出了一个基于XML的工作流过程模型来描述该领域，通过嵌入过程模型实现实验设计与实验设备控制程序相分离，增强了实验自动化的工作流设计扩展能力，并成功地应用于当前的结晶及合成实验自动化项目。
在过程定义语言相对于XPDL的改进，引入了核心的过程控制模型，使实验流程定义更加标准化。
在该过程控制模型中，我们对关键的动作(Action)进行了定义。在实验人员的实际实验设计过程的时候，只需要关心实验流程所涉及到的实验操作，而不需要具体关心底层具体实验所涉及到的实验设备细节。当新的实验需要新的实验设备时，只需要将实验设备所具有的特征能力抽象成可供实验人员选择的动作(Action)，即可实现工业实验流程的柔性扩展。将实验流程数据与业务数据解耦,增强了工作流的可扩展性。
自然语言实验描述转化经过模型转过、过程模型结合、XML描述等，更利于工作流引擎的批量执行。
本发明的实验自动化的工作流模型方法解耦了实验人员对各种繁琐实验设备的操作，专心于实验设计研究上。通过结合工业自动化，大大提高了实验的并发量，突破实验领域内人力密集的瓶颈，使用工业机器人代替实验操作人员。提高实验的并发量后，可以加速实验的试错，提升药物研发、生物合成等领域的研发效率。
以上述依据本申请的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项申请技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项申请的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
Claims (10)
1.一种实验工作流模型建立方法，其特征在于，包括：
提取步骤：分析、提取实验从开始到结束的各个步骤、步骤之间的依赖关系、步骤之间的输入与输出信息；
提取操作：根据各个步骤、步骤之间的依赖关系、步骤之间的输入与输出信息提取每个步骤涉及到的操作；
转化：根据各个步骤、步骤之间的依赖关系、步骤之间的输入与输出、操作信息将实验过程转化为过程段、将过程段转化为过程操作、根据过程操作转化为过程动作；
匹配：将过程动作与动作集进行匹配。
2.根据权利要求1所述的实验工作流模型建立方法，其特征在于，还包括：扩充：若涉及到新的过程动作则扩充到动作集中。
3.根据权利要求1所述的实验工作流模型建立方法，其特征在于，所述实验包括：判断溶解度实验，判断溶解度实验过程转化为判断溶解度实验的过程段包括：实验准备阶段、反应阶段、溶清判断阶段、结果存储阶段，所述判断溶解度实验的实验准备阶段的过程操作转化为的过程操作包括：试管架准备操作、溶液准备操作、溶质准备操作，所述判断溶解度实验的反应阶段转化为的过程操作包括：添加溶质操作、添加溶液操作、试管架振荡操作，所述判断溶解度实验的溶清判断阶段包括：溶清分析操作，所述判断溶解度实验的结果存储阶段的过程操作包括：移动试管架至存储区；所述判断溶解度实验的试管架准备操作的过程动作包括：取试管架，所述判断溶解度实验的溶液准备操作的过程动作包括：取溶液至准备区，所述判断溶解度实验的溶质准备操作的过程动作包括：取溶质至准备区；所述判断溶解度实验的添加溶质操作的过程动作包括：添加溶质，所述判断溶解度实验的添加溶液操作的过程动作包括：添加溶液，所述判断溶解度实验的试管架振荡操作的过程动作包括：振荡，所述判断溶解度实验的溶清分析操作的过程动作包括：溶清分析，所述判断溶解度实验的移动试管架至存储区的过程动作包括：移动最终物料。
4.根据权利要求2所述的实验工作流模型建立方法，其特征在于，所述溶清分析中进行溶清判断的标准为：加入设定量纯溶剂加入到试管中，从低速开始逐步加速振荡，每个速度下振荡10s，直到传感器读数的标准差大于10为止，取传感器读数的标准差小于10的最大振荡速度v作为后续判断溶清时采集传感器数据的速度；试管中加完固体和液体后，会先高速振荡使固体充分溶解，再静置10 s，再以速度v振荡10 s，收集传感器读数和标准差，逐次加100 μl溶剂，直到传感器读数的标准差小于10，判断达到溶清。
5.根据权利要求2所述的实验工作流模型建立方法，其特征在于，所述溶清分析中进行溶清判断的标准为：加入2 ml纯溶剂加入到试管中，从最高速度的5%开始逐步加速振荡，每次加速10%，每个速度下振荡10s，直到传感器读数的标准差大于10为止，取传感器读数的标准差小于10的最大振荡速度v作为后续判断溶清时采集传感器数据的速度；试管中加完固体和液体后，先使用最高速度的70%进行高速振荡使固体充分溶解，再静置10 s，再以速度v振荡10 s，收集传感器读数和标准差，逐次加100 μl溶剂，直到传感器读数的标准差小于10，判断达到溶清。
6.根据权利要求1所述的实验工作流模型建立方法，其特征在于，所述实验包括：溶析法结晶实验，溶析法结晶实验过程转化为的过程段包括：实验准备阶段、制备阶段、粉末处理阶段、分析阶段，所述溶析法结晶实验的实验准备阶段转化为过程操作包括：溶液操作、溶质操作，所述溶析法结晶实验的实验准备阶段的过程动作包括：取溶质、取溶液、取耗材，所述溶析法结晶实验的制备阶段转化为过程操作包括：制样操作、振荡操作、溶清判断操作，所述溶析法结晶实验的制备阶段的过程动作包括：加溶质、加溶液、振荡、控制温度、分液、溶清，所述溶析法结晶实验的粉末处理阶段转化为过程操作包括：抽滤操作、刮粉末操作、真空干燥操作，所述溶析法结晶实验的粉末处理阶段的过程动作包括：开关盖、抽滤、刮粉末、控制温度、真空干燥、粉末存储，所述溶析法结晶实验的分析阶段转化为过程操作包括：XRD操作，所述溶析法结晶实验的XRD操作的过程动作包括：开设备、等待、监控。
7.根据权利要求1所述的实验工作流模型建立方法，其特征在于，所述实验包括：合成实验，合成实验过程转化为的过程段包括：实验准备阶段、制备阶段、分析阶段，所述合成实验的实验准备阶段转化为过程操作包括：溶液操作、溶质操作，所述合成实验的实验准备阶段的过程动作包括：取溶质、取溶液、取耗材，所述合成实验的制备阶段转化为过程操作包括：制样操作、振荡操作、萃取、旋蒸、HPLC制备，所述合成实验的制备阶段的过程动作包括：加溶质、加溶液、振荡、控制温度、分液、萃取，所述合成实验的分析阶段转化为过程操作包括：HPLC操作，所述合成实验的HPLC操作的过程动作包括：开设备、等待、监控。
8.根据权利要求1至7任意一项所述的实验工作流模型建立方法，其特征在于，所述实验包括：聚氯乙烯生产，聚氯乙烯生产过程转化为过程段包括：聚合、回收、干燥，所述聚氯乙烯生产的过程操作包括：准备反应器操作、装料操作、反应操作，所述聚氯乙烯生产的反应操作的过程动作包括：加料、加热、保持。
9.根据权利要求1至7任意一项所述的实验工作流模型建立方法，其特征在于，所述匹配步骤前包括：动作集归纳：根据模型转化、拆解处实验自动化所需要的动作集，所述模型转化、拆解包括：自然语言实验描述转化、动作集归纳；所述动作集包括：添加、收集层、浓缩、重结晶、除气、真空干燥、干燥剂干燥、萃取、过滤、制备溶液、微波、分离、酸碱性、相分离、纯化、淬灭、回流、设定温度、超声、搅拌、等待、冲洗、使用其他步骤、无效操作、无操作中的一种或多种。
10.根据权利要求1至7任意一项所述的实验工作流模型建立方法，其特征在于，所述匹配后还包括：
工作流转化：将过程动作转化为XML描述的实验自动化工作流；
提交：将实验自动化工作流提交到工作流执行引擎。
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