随着实验室自动化技术的发展,高通量核酸检测设备成为当今分子诊断领域的有力工具,为疾病筛查及个体化精准医疗服务提供了新的技术平台。然而,由于不同商用平台系统的软件接口设计存在较大差异,且不同类型硬件设备之间兼容性不足,导致现有的实验室自动化平台在针对新的实验需求和将不同设备和耗材集成起来协同工作时往往十分困难。为此,本论文针对前期搭建的高通量核酸样本处理自动化硬件系统,提出了一种基于SiLA(实验室自动化标准)的开放式软件架构,旨在通过统一软硬件接口和通信协议,简化核酸样本处理自动化系统硬件的集成复杂度,提高集成系统的执行效率和工作性能。首先,采用SiLA标准,对系统控制对象进行模型化设计;然后,针对标准化系统硬件(设备和耗材)模型的建立,进一步为自己研发的硬件系统开发了一个3D可视化建模组件,可以让用户通过软件进行系统平台的硬件配置,并对自动化工作流进行设置和实时跟踪。为了对集成后的自动化工作流进行优化控制,提高平台的执行效率,基于论文中所设计的开放软件架构,提出了一种结合图论分析与遗传算法(Genetic Algorithms,GA)的工作流智能规划算法。最后,为了验证这种工作流优化算法的性能,在自己研制的高通量样本处理系统上开展了两组自动化核酸提取实验,对系统工作流优化前后的工作性能和执行效率进行了分析和比较。实验结果显示,论文提出的智能优化算法能够有效优化多设备集成式系统的自动化工作流,加速系统平台并行化处理效率。这进一步说明开发的平台控制软件及其开放式架构设计不仅有助于高通量核酸样本处理平台硬件的标准化集成,还有助于对自动化工作流实施更好的优化控制,使研发的核酸处理平台具有更好的开放性,可以满足核酸样本的不同检测、分析需求。