檔案庫房智能管理機器人可行性研究

王嘯峰

[摘要]檔案庫房是保管和保護檔案的重要場所，也是檔案工作的重要環節。目前，智能化成為現代檔案庫房建設的發展方向，由于我國檔案庫房智能化建設的時間較短，缺乏相關檔案庫房智能化建設的成熟案例，因此，有必要進一步對檔案庫房智能化建設進行分析和研究。文章闡明了我國智能化檔案庫房建設的現狀、智能化的具體表現及其面臨的技術難點與風險點，提出了完善智能化庫房建設的思路與方法。

[關鍵詞]檔案館庫房管理人工智能機器人

作為保管檔案的物理環境，檔案庫房管理直接影響著檔案的安全保管效果，關系到檔案信息資源的高效利用，是各單位檔案工作的重要環節。傳統檔案庫房管理較為依靠庫房管理人員的手工操作，實現實體檔案的上架、下架、出入庫等，隨著信息化、物聯網等先進技術的發展，采用機器人對庫房進行安全、高效的控制，降低庫房管理人員的工作強度，已經成為可能。

庫房機器人應用現狀與啟示

近幾年，機器人的概念已經在人們的生活中、工作中涉及越來越多，菜鳥和京東的無人倉庫相繼出現，倉庫里的工作人員越來越少，無人配送機器人也走上了街頭，應用于物流和智能倉儲管理的機器人技術越來越成熟。本節通過分析物流行業的相關機器人應用，分析檔案庫房智能機器人的實現基礎。

目前，國內的菜鳥、京東以及國外的亞馬遜，都使用了倉儲機器人，取代人工做一些復雜的揀選工作，提高了整個倉庫的運營效率。機器人會通過相關指令，實現貨物的自動定位，然后自動揀選貨物，并搬運到相應的位置，取代了倉庫中原先工作人員每天不停地重復勞動，由于機器人揀選和搬運效率高，實現了整個庫房運轉的快速高效。以京東上海亞洲一號無人倉為例，該倉庫主要以3C、數碼等小件商品為主，單日分揀能力可達20萬單，每單約1～3件包裹，意味著每天約有60萬件包裹從無人倉出庫并配送至全國。該無人倉主要分為入庫、倉儲、分揀和打包出庫四個區域。在入庫區域，商品的測量、分類由傳送帶和機械臂完成，根據商品上的條碼，系統會判斷如何對商品進行擺放和運輸。入庫環節完成后，擺放好的商品將被傳送帶運輸至倉儲區域。在一排排緊密的貨架間，每一層都有能夠自由穿梭的機器人完成商品的入庫和出庫。分揀環節中，有300多個負責分揀的“小紅人”機器人在一塊半個籃球場大小的區域內，拖著商品并投遞到不同區域的網格內實現分揀。如該倉庫以人工來運營，單人每天只能完成1000件分揀，約需200人，所需人工成本較高。

根據檔案庫房管理工作要求，庫房管理人員需要完成實體檔案的上架、下架、借閱出入庫等工作，加上庫房的日常巡檢工作，工作量較為繁重。如能引進已在國內物流倉儲行業得到廣泛應用的智能機器人，將大大提高檔案庫房的管理效率。

檔案庫房智能機器人的可行性分析

隨著信息化和物聯網技術的發展，包括樓宇監控系統、基于RFID技術的條碼機監控設備、溫濕度監控及自動調節設備等各種智能管理設備已經出現，并逐漸在檔案庫房管理中得到應用。本節針對檔案庫房和成熟物流倉儲的機器人應用現狀，從國內外研究現狀、主要應用場景、技術難點與風險點、應用可行性、前提與基礎等方面進行可行性分析。

1.研究現狀

目前，國外用于圖書館或檔案館行業的機器人，普遍以導軌式的框架式機器人為主，框架式機器人對庫房環境要求較高，制造成本較為昂貴，不適合大批量的推廣應用。智能移動式機器人適應性強，對現有庫房改造成本較低，具備較強的推廣應用前景。

目前，各單位檔案庫房基本遵循了國家有關檔案庫房的建設標準，除了極少數的老舊檔案庫房，基本采用了密集架設備和庫房的溫濕度、視頻監控等設備，在設備方面，已經基本具備了電子化管理要求。就實體檔案的位置定位而言，可以通過二維條碼標簽及監控設備的應用，實現庫房內部檔案實體的位置變化監控。具體流程如下：依據實體檔案信息，各單位檔案部門可以按照卷（盒）及實物檔案的內容信息打印唯一的二維條形碼標簽，貼在每個卷（盒）或實物檔案上，通過對標簽進行掃描可以實現自動登記借閱、歸還及上下架信息；在提供利用時，通過信息系統檢索，可以直接打開對應的密集架信息，并對實體進行出庫掃描，記錄出庫信息，該案卷就完成了借閱登錄；待歸還時，通過掃描標簽信息，就能自動歸還入庫和上架，完成實體借閱過程；在盤點環節，實現手持設備對基于二維條碼的館藏檔案資源進行識別，并結合信息系統的電子借閱及利用信息，實現館藏檔案資源的全面統計及盤點；對于未經系統登記的實體檔案出入庫及位置移動信息，由監控設備進行自動記錄和報警，提高實體檔案的安全控制。

2.主要應用場景分析

檔案庫房智能管理機器人可以解放目前檔案庫房管理人員的繁重體力和重復性勞動，主要應用場景包括三個方面：一是檔案庫房日常巡檢。通過智能機器人，實現檔案庫房人員不進入庫房，即可對庫藏檔案溫濕度進行自動記錄、異常情況監控、溫濕度的自動調節、日常檔案巡檢等。二是檔案庫房的實體管理工作。通過智能機器人，實現新入庫檔案的上架、借閱檔案的出庫、歸還檔案的入庫、年度檔案實體的盤點等工作，自動生成各類檔案統計報表，大幅度提高檔案庫房管理效率。三是實體檔案的輔助整理功能。通過標準化的內置程序，實現已有實體檔案的裝訂、蓋檔號章、編制頁碼、裝盒等日常整理工作，部分代替檔案人員的日常整理工作。

3.主要技術難點與風險點

檔案庫房管理機器人目前尚未有成熟的案例，但基于檔案庫房管理的特殊性，需解決以下幾個技術難點：一是實體檔案的定位。因為各單位檔案庫房的場地、形狀、設備型號不同，導致對實體檔案的密集架定位較為困難，如何讓機器人準確識別每份檔案的位置是所要面對的難點。二是實體檔案的抓取。文書、科技檔案等采用卷盒管理，但卷盒規格的不同令如何讓機器人準確識別位置和準確抓取是面臨的難點。三是不同實體檔案的應用。因各單位館藏的歷史檔案眾多，對文書、科技等卷盒管理的檔案較為規范，但涉及實物檔案、特殊載體檔案等，由于其形狀的不規范，給庫房機器人的應用帶來了難題。

建設智能庫房機器人的關鍵技術包括三個：一是解決智能移動式調取機器人在全局范圍內的定位及基于多傳感器信息融合的自主導航技術，實現機器人在狹窄空間的橫/縱向自主行走及在毫米級尺度的高精度自主定位。二是解決框架式調取機器人在大范圍框架內高速運行下的自主定位。解決檔案盒的自主抓取及自動辨識技術等。三是解決機器人整體設計及集成，狹窄空間下機器人移動的橫/縱向行走、轉向等行走機構的設計及控制，置于移動底盤上的直角坐標機器人的機構設計及控制，抓取手爪的設計及控制，嵌入式控制系統設計及集成，多傳感器系統的布置及集成等問題。

風險點在于：檔案庫房機器人的建設涉及多項學科及多項先進技術領域；系統產品的結構復雜、技術含量高，設計開發比重非常大。需要掌握扎實的理論基礎，將多學科的先進技術集合為一體，熟練掌握上游行業所提供的各類關鍵零部件性能，并對下游行業用戶所提出的需求進行引導，高度綜合相關技術并對系統進行集成后，才可設計出符合要求的成套裝備及系統產品。目前，國內相關廠商尚未有完全商用的案例，存在產品開發和質量問題風險。

4.應用可行性分析

目前，國外廠商針對實體檔案管理的設計方案大多數局限于導軌式的傳輸系統，具有一定的可靠性優勢，但價格昂貴，并且需要對庫房環境進行大規模改造，靈活性較差。哈爾濱工業大學已初步研發出了檔案庫房智能機器人，是一款主要用于實體檔案取還及運輸的全自動運行機器人，包括高度集成在一起的智能移動機器人系統、直角坐標機器人系統、手爪系統、傳輸架系統、傳感器系統、控制系統、自動充電系統，具有全向運動、智能抓取、自動巡線、全局定位、智能充電等功能與特點，已進行了初步應用。基于上述的分析，檔案庫房智能機器人已經有了部分先例，從技術實現、實際應用等方面具有可行性。

5.應用的前提和基礎

檔案庫房智能機器人的應用，是以庫房設備的智能化為前提和基礎的，主要包括以下幾個部分：一是智能密集架的應用。智能密集架應具備智能控制打開、關閉、定位的功能，且相應控制不應太過復雜，密集架的各個位置應能支持RFID標簽的準確定位，支持和庫房機器人控制系統的集成。二是標準檔案卷盒的應用。應盡可能統一規范地采用標準檔案卷盒，便于庫房機器人的抓取。三是實體檔案RFID標簽的應用。在實體檔案卷盒的顯著位置，粘貼RFID標簽，便于庫房機器人的精準抓取。四是智能環境監控設備應用。檔案庫房的溫濕度記錄與監控、視頻監控設備、消防設備等，均應和檔案庫房機器人控制系統進行集成，便于遠程智能化的控制。

目前基于智能機器人的檔案館自動化方面的應用研究還處于初步階段。我國正處于經濟飛速發展階段，智能機器人發展應用的前景十分廣闊，未來可廣泛應用于檔案館、圖書館、云存儲、銀行、電信等行業及立體倉庫、物流管理等工業及自動化領域。本文只是通過對檔案庫房智能機器人的研究和建設進行可行性分析，對未來檔案庫房智能化建設提出一些思路和方法，供各單位檔案管理工作者參考。