المزيد من دراسات الحالة
طورت LeverX منصة شاملة تعمل على أتمتة إجراءات التجارب الكيميائية الحيوية بالكامل، مما سمح للعميل بمضاعفة عدد التجارب التي أجريت خلال الأشهر الستة الأولى واختصار دورات تركيب المركبات الجديدة.
العميل والتحدي
العميل هو أحد المبتكرين في وادي السيليكون، ولديه قسم متخصص في اكتشاف طرق جديدة لتخليق المركبات الكيميائية الحيوية. عملاؤهم الرئيسيون هم شركات الأدوية والمنظمات ذات الصلة بالدفاع، مما يضع متطلبات عالية على سرعة وموثوقية النتائج.
قبل الاتصال بشركة LeverX، كان العميل يجري تجارب كيميائية حيوية يدويًا، ومع نمو أعماله، أصبح ذلك يستغرق وقتًا طويلاً ومكلفًا بشكل متزايد، مما أدى إلى عدد من المشاكل الحرجة. كان العميل في وضع حرج، حيث لم يكن أمامه سوى 12 شهرًا لإطلاق الحل في إطار منحة حكومية وبميزانية محدودة بما فيه الكفاية.
التحديات الرئيسية
- التباطؤ في تطوير الجزيئات المستهدفة: أدى سير عمل التوليف اليدوي، الذي تطلب العديد من التكرارات والحسابات المعقدة، إلى دورات تطوير طويلة للمركبات الجديدة.
- كثافة العمالة العالية وقابلية التوسع المحدودة: أدت الطبيعة اليدوية لتصميم التجارب وتنفيذها إلى الحد من قابلية التوسع في عمل العلماء وخلق اختناقات في عمليات الاكتشاف.
- قابلية التكرار وقضايا جودة البيانات: لم تكن التفاعلات المصممة والمنفذة يدويًا قابلة للتكرار في كثير من الأحيان، خاصة في المختبرات المختلفة ذات المعدات المختلفة، مما أثر على موثوقية النتائج ودقتها.
- عدم وجود قاعدة بيانات واحدة: لم يتم تنظيم البيانات التي تم الحصول عليها أثناء التجارب في قاعدة بيانات واحدة، مما حال دون استخدام النتائج السابقة لتسريع الأبحاث الجديدة.
- ارتفاع مخاطر الخطأ البشري: تعقيد عملية التوليف متعدد الخطوات جعل العملية عرضة للأخطاء البشرية في أي مرحلة، مما قد يؤدي إلى تأخيرات كبيرة أو يتطلب إعادة تشغيلها بالكامل.
المنهجية والنهج
في مواجهة هذه المشاكل الحرجة، لجأ العميل إلى LeverX. وللاستجابة الفورية للوضع الحرج، نظم العميل ورشة عمل لمدة يومين حيث قدم فريقنا بنية عالية المستوى للحل المستقبلي. وقد أُعجب العميل بنهجنا الدقيق والوضوح الذي اتبعناه، وبالتالي عهد إلينا بمزيد من التطوير للمشروع.
كانت مهمتنا الرئيسية بالنسبة لنا هي تطوير الحل وإطلاقه في غضون موعد نهائي وميزانية ضيقة. ولجعل ذلك ممكناً، طبقت LeverX نهجاً رشيقاً، وقسمت عملية التطوير إلى المراحل الخمس التالية:
- الاكتشاف وجمع المتطلبات: لقد انخرطنا بنشاط مع العميل لتوضيح الأهداف والتوقعات ومقاييس النجاح، وأجرينا بحوثًا متعمقة ودراسات جدوى، وأجرينا ورش عمل لجمع المتطلبات وتحسين نطاق المشروع.
- تصميم الحلول: لقد استفدنا من خبراتنا متعددة الوظائف، بما في ذلك مهندسو تحليل الأعمال ومهندسو الحلول ومصممو واجهة المستخدم/تجربة المستخدم، لتطوير إطارات سلكية ورحلات المستخدمين والنماذج الأولية التفاعلية للتحقق المبكر من صحة المشروع. بعد ذلك، أنشأنا هياكل نظام قابلة للتطوير مع التركيز على التحسينات المستقبلية.
- التطوير والتسليم الرشيق: قمنا بتنظيم فرق سكروم متعددة ذات مسؤوليات متميزة، مثل تطوير واجهة المستخدم/تجربة المستخدم، وتطوير منطق الأعمال، وتكامل النظام، وتقديم وحدات وظيفية في سباقات السرعة مع ملاحظات مستمرة من العميل.
- ضمان الجودة والاختبار: أجرى فريقنا اختبارات آلية ويدوية، بما في ذلك اختبارات الوحدة والتكامل والأداء. قمنا بالتحقق من صحة البيانات في الوقت الفعلي، والتي تضمنت معالجة مجموعات كبيرة من بيانات القياس عن بُعد وقياس الطيف الكتلي والتحقق منها.
- النشر والدعم: في هذه المرحلة، تم تنفيذ الحل وتقديم المزيد من الدعم له.
تمكنا من تحقيق أهداف العميل، بما في ذلك:
- أتمتة إجراءات التوليف الكيميائي الحيوي من البداية إلى النهاية لتقليل الوقت اللازم لتصميم الجزيئات وإعدادها وتنفيذها وتحليل التجارب.
- تحسين استخدام الأجهزة الآلية، مما سمح بإجراء ما يصل إلى خمس تجارب في وقت واحد، مما زاد من الإنتاجية.
- إنشاء منصة قادرة على التعامل مع أعباء العمل المتزايدة وعمليات التوليف الكيميائي الحيوي المعقدة.
- التكامل السلس مع الأنظمة الحالية، مثل أدوات تصميم الصيغ وبرامج قياس الطيف الكتلة، لإنشاء سير عمل موحد.
- تطوير منصة يمكن نشرها واختبارها عن بُعد بالكامل، مما أدى إلى حل المشاكل الناجمة عن جائحة كوفيد-19.
- تنفيذ الحل بنجاح ضمن الميزانية المخصصة والمواعيد النهائية الضيقة.
الحل
استناداً إلى البنية التي تم تقديمها خلال ورشة عمل استمرت يومين، وإعجاباً بنهجنا، عهد إلينا العميل بتنفيذ المشروع. وفي إطار الموعد النهائي الضيق وبميزانية محدودة، قامت LeverX بتطوير وتسليم حل جاهز للسوق - منصة تعمل على أتمتة دورة التجارب الكيميائية الحيوية بالكامل.
وحدات الحل الرئيسية:
- تخطيط المسار المدعوم بالذكاء الاصطناعي: تقترح خوارزميات الذكاء الاصطناعي المسارات الاصطناعية المثلى، مما يقلل من الوقت والموارد اللازمة للتصميم.
- أتمتة التجارب: تترجم المنصة تكوينات JSON إلى أوامر للروبوتات، وتتكامل مع المجمعات الروبوتية الخاصة.
- التنفيذ المتوازي: يسمح النظام بتشغيل ما يصل إلى خمس تجارب في وقت واحد، مما يزيد بشكل كبير من استخدام الأجهزة والإنتاجية.
- تكامل قياس الطيف الكتلي: يتم استيراد نتائج التحليل تلقائيًا إلى المنصة مما يقلل من المعالجة اليدوية للبيانات.
- جمع بيانات القياس عن بُعد ومعالجتها: تقوم المنصة بجمع ومعالجة بيانات القياس عن بُعد من أجهزة الاستشعار في الوقت الفعلي، مما يوفر تصوراً وتحليلاً فعالين.
- إعداد التقارير الآلية وحلقات التغذية الراجعة: يتم تحويل البيانات المعالجة إلى تقارير مفصلة. وبناءً على الرؤى، يمكن للنظام اقتراح تعديلات على المعلمات أو تكوينات تجريبية جديدة.
- قاعدة بيانات موحدة: سمح إنشاء قاعدة بيانات واحدة بتنظيم البيانات التجريبية، مما وفر رؤى تحليلية قيّمة لم تكن متوفرة في السابق.
حزمة التكنولوجيا
تم تطوير المنصة باستخدام مجموعة التقنيات التالية:
- قاعدة البيانات: PostgreSQL.
- الواجهة الخلفية: Python (لمنطق الأعمال الأساسية) وGoLang (للوكلاء).
- الواجهة الأمامية: React / Redux.
النتائج
زودت LeverX العميل بحل مدروس جيدًا. تم إطلاق المشروع بنجاح ضمن الإطار الزمني والميزانية المتفق عليهما.
حقق العميل النتائج القابلة للقياس التالية:
- زيادة الإنتاجية: في غضون الأشهر الستة الأولى بعد إطلاق الحل، تضاعف عدد التجارب المكتملة أكثر من الضعف بسبب أتمتة سير العمل والتنفيذ المتوازي للمهام.
- تسريع وقت الاكتشاف: أدت أتمتة التصميم والتنفيذ ومعالجة البيانات إلى تقليل العمل اليدوي بشكل كبير وتسريع دورات التوليف.
- تعزيز الدقة وقابلية التكرار: قلل جمع البيانات في الوقت الفعلي وإعداد التقارير الآلية من الأخطاء البشرية وزاد من موثوقية النتائج.
- إنشاء مصدر واحد للحقيقة: بفضل مركزية البيانات، أصبحت الرؤى التحليلية التي لم تكن متوفرة في السابق أساسًا لاتخاذ القرارات.
- التغلب على القيود: نجحت شركة LeverX في مواجهة التحدي المتمثل في تطوير الحل وإطلاقه في إطار موعد نهائي ضيق للغاية وبميزانية محدودة.