AGV智能圖書分揀、搬運、消毒一體化的技術標準研究

摘 要：隨著電子信息技術的不斷進步，用戶對圖書館服務的需求也呈現差異化、個性化特征，極大地改變了圖書業務流程和管理方式，逐步將傳統圖書館轉變為現代電子信息資源集成圖書館。同時，圖書館管理員在分類、保護和整理混亂書籍方面的管理工作量將顯著增多，基于AGV機器人分揀、搬運、消毒的圖書自動化問題還需優化解決。文章根據AGV智能圖書自動分揀、搬運、消毒技術企業標準制定過程中的運行現狀調查情況，對標準的技術要點及要求做了深入研究，以期為圖書館的圖書智能分揀、搬運、消毒等業務提供有益參考。

關鍵詞：AGV智能還書分揀；AGV智能還書搬運；AGV智能還書消毒

中圖分類號：G250 文獻標識碼：A 文章編號：1003-1588（2024）07-0129-04

隨著信息化、數字化、智能化的發展與融合，AGV技術已經在倉儲物流、汽車制造、港口碼頭等領域得到廣泛應用，并不斷向其他領域滲透，憑借其高效、精確、安全等特點逐漸成為圖書館創新智能化服務的一個重要手段。為提高工作效率，實現圖書分揀、消毒、搬運過程的自動化，成為圖書館迫切需要突破的技術手段和效率瓶頸。未來，隨著信息技術和AGV技術的發展和完善，AGV智能圖書分揀、搬運、消毒一體化系統將與RFID智能還書系統進行有機整合，不僅可以提高圖書分揀的準確率和及時性，還可對還回圖書做消毒處理，提高圖書上架效率。

1 標準現狀

1.1 AGV智能圖書分揀、搬運、消毒一體化系統建設現狀

佛山市順德圖書館于2021年10月建成了AGV智能圖書分揀、搬運、消毒一體化系統（以下簡稱“AGV系統”）。該系統占地面積133平方米，目前有讀者自助還書口2個，館員還書口1個。分揀區設有32個還書圖書投放口，分上下兩層，上層有25臺分揀機器人，下層有6臺搬運機器人，上下兩層都配備智能充電樁供機器人及時充電。分揀機器人將自助還書機接書口的圖書運載至圖書所屬圖書投放口，搬運機器人負責將圖書投放口下方已裝滿圖書的周轉箱運載至各所屬樓層^[1]。

1.2 AGV系統標準現狀

作為創新型系統集成項目，目前我國還沒有AGV系統的相關標準，無法有效規范、指導AGV機器人在圖書館的應用。佛山市順德圖書館通過制定《AGV智能還書分揀系統》《AGV智能還書搬運系統》《AGV智能還書消毒系統》三個企業標準，實現過程標準化、生產規范化，為AGV圖書分揀、搬運、消毒系統提供標準支持。編制小組在接到制定任務后，調研走訪，確認步驟及條件，按照GB/T1.1—2020《標準化工作導則第1部分：標準化文件的結構和起草規則》的規定制定相關標準，現已通過《企業標準信息公共服務平臺》正式頒布為順德圖書館的企業標準。

1.3 系統標準制定意義

通過制定AGV系統企業標準，可以規范系統的設計、制造和運行，保證系統的安全性，降低事故發生的風險；提高不同設備和系統之間的互操作性，方便系統集成與數據共享；規范AGV系統的技術要求和性能指標，推動技術的改進和升級，促進高效、智能、可持續AGV系統的發展；實現部件的通用化，提高生產效率，降低生產成本^[2]。

2 標準主要內容及要求

2.1 AGV智能還書分揀系統（AGV intelligent book return sorting system）

2.1.1 定義。能夠按圖書分揀規則快速有效地對圖書進行識別、揀取、運輸和放置的AGV，是在由還書接收口、支撐平臺、圖書投放口組成的，能實現接收還書、分類投放功能并支撐分揀機器人運行的工作平臺上，進行自動化圖書分揀的系統^[3]。

2.1.2 分揀系統組成。控制系統應采用無線方式與AGV進行通信，采用工業以太網與庫位管理系統數據庫服務器、庫物流管理計算機、AGV管理監控計算機互連，與庫物流管理系統通過數據庫完成數據交互，采用互發消息與AGV管理系統完成數據交互^[4]。分揀機器人的基本參數規定見表1。分揀平臺平板宜采用厚度不小于3mm鋼板或同等強度的材料制作；平臺水平度應不低于2度，平面度應不小于1mm；四周應安裝安全圍欄，高度不小于1.1m；平臺應設置投書口，內口尺寸符合規定要求；應與圖書管理系統對接，可實現還書功能。分揀機器人工作區域應有無線網絡，采用通用網絡協議TCP/IP，無線通信保證控制系統與分揀機器人之間的正常通信。充電系統由智能快速充電機及后充機構組成，能在線、自動為AGV充電，可進行連續24小時工作。充電時間與運行平均時間比不大于1：8。智能快速充電機具有手動和自動兩種操作模式，智能快速充電機具有短路保護功能，當AGV充電過程中出現意外導致充電站短路時，充電站會自動停止充電并輸出報警信號。

2.1.3 系統要求。系統投書量應不小于1，200本/小時；單臺分揀機器人投書量應不小于35本/h。系統噪聲應不大于40dB（A）；二維碼導航正常運行過程中，不應出現二維碼信息丟失的情況，錯分率應不大于0.05%等標準要求。

2.2 AGV智能還書消毒系統（AGV ntelligent book return disinfection system）

2.2.1 系統定義。該系統是在圖書分揀平臺上安裝的以消毒設備為核心，配備相應控制、電氣、通風等輔助設施及設備；在圖書分揀平臺下層，紫外線燈能直接照射，可對分揀平臺工作區域的環境及圖書進行消毒殺菌的一組設備。

2.2.2 消毒系統組成。消毒滅菌設備采用紫外線環射結合臭氧復合消毒方式，分揀平臺每一投書孔口頂置一組四燈管環形紫外線燈管組。每一環形紫外線燈管組包括三組48W以上無臭氧紫外線殺菌燈及一組48W以上帶臭氧紫外線殺菌燈。紫外線燈管組照射至圖書裝截框底的最長距離不超過1m。紫外線殺菌燈應符合GB19258的要求，其輻射通量及臭氧產出率應符合消毒系統設計要求。PLC控制系統由PLC控制系統實現消毒系統的智能化控制，能設置消毒系統的待機時間及消毒殺菌時間，具備自動啟動及故障報警等功能。所有投書孔投書時自動啟動消毒殺菌功能；所有紫外線燈管組可獨立設置全天工作時段，可獨立控制消殺時長，燈管組出現故障應能在操作界面報警顯示。消毒系統應配備通風設備，至少有兩個抽風口，抽風管道獨立排空，需要時可對消毒工作區域的臭氧進行有效排放，并配備符合JB/T10562要求的軸流抽風機，總抽風量應不小于2，000m³/小時。按照《消毒技術規范》第二部分的規定，對滅菌和消毒器械消毒功效進行鑒定，該文件結合分揀平臺實際情況，紫外線消毒燈管到框底距離約0.7/m，設置功率為0.7/m輻射強度及消毒時間計算方式見表2，功率消毒效果對比見表3。

2.3 AGV智能還書搬運系統（AGV intelligent book return transporting system）

2.3.1 定義。該系統能夠按照既定路線，將周轉箱搬運到指定地點的工業機器人，在分揀平臺下方運輸空、滿周轉箱，根據預設路徑和程序進行移動和操作。AGV搬運機器人可以根據需求自主決策，同時通過傳感器感知周圍環境。系統與倉庫管理系統或生產計劃系統相連，通過數據交流和協調，實現周轉箱的自動化立體搬運^[5]。

2.3.2 系統組成。控制系統部署在服務器上，采用無線工業以太網方式與AGV進行通信，與庫位管理系統數據庫服務器、庫物流管理計算機、AGV管理監控計算機互連，與庫物流管理系統通過數據庫完成數據交互，采用互發消息與AGV管理系統完成數據交互^[6]。搬運機器人應符合GB/T20721的規定，基本參數符合表4的規定。電梯系統應取得電梯運維機構的許可，改造后電梯應能響應AGV樓層呼叫、上下行功能，并實時發送樓層位置及開關門信息至AGV或控制系統。分揀機器人工作區域應有無線網絡，采用通用網絡協議TCP/IP，無線通信保證控制系統與分揀機器人之間的正常通信。充電系統由智能快速充電機及后充機構組成，能在線、自動對AGV進行充電，可進行連續24小時的工作。充電時間與運行平均時間比不大于1：8。智能快速充電機具有手動和自動兩種操作模式。智能快速充電機具有短路保護功能，當AGV充電過程中出現意外導致充電站短路時，充電站會自動停止充電并輸出報警信號^[7]。

2.3.3 系統要求。運行地面應無油污、無積水、無鐵屑，路面的電磁干擾應不大于100u，地面承載能力應大于2，000kg/m²，地面的起伏程度在1m²范圍內的最大允許值應不大于8mm。起伏程度指在基準范圍內最高高度和最低高度之差，見圖1。

當運行路面的坡度小于0.02時，AGV應能實現可控的額定速度行駛；對AGV需要精確定位的停車點，路面坡度的最大允許值應小于0.01。當AGV運行的路面臺階高度小于10mm時，AGV應能實現可控的額定速度行駛；當AGV停下時，停車位置不允許出現臺階。當AGV運行路面的溝寬幅度不大于10mm時，AGV應能實現可控的額定速度行駛；當AGV停下時，停車位置不應在溝槽處；當溝寬幅度大于10mm時，應按臺階高度進行規范^[8]。系統搬運應不少于15框/小時。

3 結語

AGV系統制定了三個標準，明確規定了AGV系統建設和運維的技術要求，為AGV系統的產業發展提供了標準化支持，可為其后續研究提供參考依據，有效引導AGV系統在圖書館行業的健康發展，助力技術創新，促進AGV產業高質量發展。

參考文獻：

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[3] 章曉紅.AGV智能分揀在公共圖書館應用普適性分析：以深圳市寶安區圖書館為例[J].河南圖書館學刊，2021（3）：15-17.

[4] 張鏡輝.圖書館AGV智能分揀系統構成分析與規劃設計：以汕頭市圖書館為例[J].圖書館學研究，2021（4）：23-28.

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[6] 王聰.圖書館巡盤運服務機器人導航系統研究[D].南京：南京郵電大學，2021.

[7] 權倍平.略談高校圖書館藏書搬運工作[J].文化產業，2021（21）：72-73.

[8] 劉冰，孟心寬，傅繼軒，等.基于探索者創新平臺的圖書館搬運機器人設計[J].南方農機，2019（12）：142-143.

（編校：崔萌）