CC BY
5УДК 004
Литвинцев А.П.
бакалавр четвертого курса кафедры "Автоматики и процессов управления" Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет «ЛЭТИ» (г. Санкт-Петербург, Россия)
ПРОЕКТИРОВАНИЕ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ЛАБОРАТОРНОЙ ИНФОРМАЦИЕЙ, РАСШИРЯЕМОЙ ЧЕРЕЗ ИНТЕГРАЦИЮ
Аннотация: в статье рассматриваются подходы к проектированию системы управления лабораторной информацией, поддерживающей интеграцию с возможными системами, сопровождающими обслуживаемое предприятие. Рассматриваются позитивные и негативные стороны возможных решений.
Ключевые слова: проектирование, ЫЫ8, интеграция систем, экосистема, автоматизация и информатизация лаборатории.
На начальном этапе создания любой лаборатории, будь то частная или муниципальная, наступает момент, когда объем и сложность проводимых исследований возрастают до такого уровня, что ручное управление становится нецелесообразным. Эффективным решением этой проблемы является внедрение системы управления лабораторной информацией (КТМЗ).
Одной из серьезных проблем, с которой сталкивается команда, отвечающая за внедрение систем управления лабораторной информацией (LIMS), является требование беспрепятственной интеграции новой системы с существующими или планируемыми корпоративными системами. Кроме того, существенное значение имеет интеграция с лабораторным оборудованием,
совместимым с системой управления (MS). Решение этой задачи, как правило, предполагает использование архитектурных решений при разработке новой или доработке существующей информационной системы.
На практике существуют три архитектурных подхода, способствующих плавной интеграции различных систем друг с другом:
• Многоуровневая архитектура - подход, который строится вокруг базы данных (БД), при использовании этого подхода данные проходят через несколько слоев, заканчиваясь на БД, при этом у каждого слоя есть своя задача.
• Сервис-ориентированная архитектура (SOA) - модульное приложение, которое состоит из слабосвязанных программных агентов, выполняющих конкретные функции. При данном подходе компоненты сервиса называются агентами, разделяясь на поставщиков и потребителей, которые обмениваются сообщениями. Агенты работают в разных средах выполнения и обмениваются сообщениями с помощью сетевых протоколов. [2, с. 263]
• Микросервисная архитектура - разновидность SOA архитектуры, при которой обмен данными между компонентами происходит посредством API этих компонентов. [2, с. 264]
Все три подхода обеспечивают системе масштабируемость и разного уровня гибкость, тем не менее в этих решениях есть и различия, которые влияют на их предпочтительность в той или иной системе. Многоуровневая архитектура в этом контексте является более "классическим" подходом, который обеспечивает меньшую сложность разработки, ценой более низкой производительности и опасностью возврата к более монолитной архитектуре, которая расценивается как менее подходящая для расширяемых через интеграцию систем.
В то же время SOA подход обеспечивает строение системы, во многом "заточенное" под межпрограммное взаимодействие, что значительно повышает гибкость и масштабируемость системы, относительно многоуровневого подхода, но в то же время значительно поднимает сложность разработки и сопровождения
такого продукта. Идейным продолжением идеи SOA архитектуры является Микросервисная архитектура, позволяющая элементам системы функционировать независимо друг от друга, повышая их автономность и одновременно увеличивая сложность разработки подобных систем.
Так же при решении подобных задач на практике стоит исходить из потенциальных форматов интегрируемых систем. Если некоторые производители поддерживают интеграцию и предоставляют простой в использовании программный интерфейс (API), то бывают и случаи, когда лабораторная аппаратура или легаси программное обеспечение не имеют доступного интерфейса, тогда в задачи разработчика входит проектирование промежуточного ПО, для обмена данными между лабораторной системой и некоторой внешней системой, называемого связующим программным обеспечением (middleware). Связующее программное обеспечение является базой, на которой разработчики программного обеспечения могут создавать более масштабные программные комплексы. [1, ст. 48]
Одними из вариантов протоколов, допустимых к применению, при внедрении middleware в экосистему, где функционирует LIMS, являются обмен файлами данных, что часто поддерживает лабораторное оборудование. Он включает импорт и экспорт данных в стандартных форматах файлов, таких как CSV (Comma-Separated Values), XML (extensible Markup Language) или JSON (JavaScript Object Notation). Вторым вариантов связи LIMS и внешних источников и потребителей данных являются стандартизированные протоколы -некоторые виды оборудования поддерживают стандартизированные протоколы для обмена данными. Например, HL7 (Седьмой уровень здравоохранения) и DICOM (Цифровая визуализация и коммуникации в медицине). [3, стр. 220]
Таким образом решение задачи интеграции LIMS на уровне проектирования предполагает синтез архитектурного подхода, соответствующего возможностям команды и целям проекта. Этот подход должен быть дополнен использованием подходящих промежуточных программных
средств для интеграции лабораторного оборудования и смежных систем. В противном случае, если такие средства недоступны, в задачи проекта должна быть включена разработка собственного связующего программного обеспечения. Такой комплексный подход обеспечивает бесшовную интеграцию LIMS в существующую лабораторную инфраструктуру.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
1. Ильичов Д.Э., Лысцов H.A., Карлыганов А.Д. Место связующего программного обеспечения среди всех видов программного обеспечения// Наука и инновации в XXI веке: актуальные вопросы, открытия и достижения. 2020. С. 47-49
2. Мутханна A^.A., Тараскин Д.Н.. Методы организации сервисов умного города на базе инфраструктуры 5G/IMT-2020// Перспективные технологии в средствах передачи информации: Материалы 14-ой международной научно -технической конференции. 2021. С. 262-265
3. Система управления качеством в лабораториях: Пособие / Всемирная организация здравоохранения. - 2013. - ISBN 978-92-4-454827-1. C. 211-223
Litvintsev A.P.
St. Petersburg State Electrotechnical University "LETI" (St. Petersburg, Russia)
MANAGEMENT SYSTEM DESIGN LABORATORY INFORMATION MANAGEMENT SYSTEM EXTENSIBLE THROUGH INTEGRATION
Abstract: the article considers approaches to the design of laboratory information management system supporting integration with possible systems accompanying the serviced enterprise. Positive and negative sides of possible solutions are considered.
Keywords: design, LIMS, systems integration, ecosystem, laboratory automation and informatization.
