档案库房智能管理机器人可行性研究

王啸峰

[摘要]档案库房是保管和保护档案的重要场所，也是档案工作的重要环节。目前，智能化成为现代档案库房建设的发展方向，由于我国档案库房智能化建设的时间较短，缺乏相关档案库房智能化建设的成熟案例，因此，有必要进一步对档案库房智能化建设进行分析和研究。文章阐明了我国智能化档案库房建设的现状、智能化的具体表现及其面临的技术难点与风险点，提出了完善智能化库房建设的思路与方法。

[关键词]档案馆库房管理人工智能机器人

作为保管档案的物理环境，档案库房管理直接影响着档案的安全保管效果，关系到档案信息资源的高效利用，是各单位档案工作的重要环节。传统档案库房管理较为依靠库房管理人员的手工操作，实现实体档案的上架、下架、出入库等，随着信息化、物联网等先进技术的发展，采用机器人对库房进行安全、高效的控制，降低库房管理人员的工作强度，已经成为可能。

库房机器人应用现状与启示

近几年，机器人的概念已经在人们的生活中、工作中涉及越来越多，菜鸟和京东的无人仓库相继出现，仓库里的工作人员越来越少，无人配送机器人也走上了街头，应用于物流和智能仓储管理的机器人技术越来越成熟。本节通过分析物流行业的相关机器人应用，分析档案库房智能机器人的实现基础。

目前，国内的菜鸟、京东以及国外的亚马逊，都使用了仓储机器人，取代人工做一些复杂的拣选工作，提高了整个仓库的运营效率。机器人会通过相关指令，实现货物的自动定位，然后自动拣选货物，并搬运到相应的位置，取代了仓库中原先工作人员每天不停地重复劳动，由于机器人拣选和搬运效率高，实现了整个库房运转的快速高效。以京东上海亚洲一号无人仓为例，该仓库主要以3C、数码等小件商品为主，单日分拣能力可达20万单，每单约1～3件包裹，意味着每天约有60万件包裹从无人仓出库并配送至全国。该无人仓主要分为入库、仓储、分拣和打包出库四个区域。在入库区域，商品的测量、分类由传送带和机械臂完成，根据商品上的条码，系统会判断如何对商品进行摆放和运输。入库环节完成后，摆放好的商品将被传送带运输至仓储区域。在一排排紧密的货架间，每一层都有能够自由穿梭的机器人完成商品的入库和出库。分拣环节中，有300多個负责分拣的“小红人”机器人在一块半个篮球场大小的区域内，拖着商品并投递到不同区域的网格内实现分拣。如该仓库以人工来运营，单人每天只能完成1000件分拣，约需200人，所需人工成本较高。

根据档案库房管理工作要求，库房管理人员需要完成实体档案的上架、下架、借阅出入库等工作，加上库房的日常巡检工作，工作量较为繁重。如能引进已在国内物流仓储行业得到广泛应用的智能机器人，将大大提高档案库房的管理效率。

档案库房智能机器人的可行性分析

随着信息化和物联网技术的发展，包括楼宇监控系统、基于RFID技术的条码机监控设备、温湿度监控及自动调节设备等各种智能管理设备已经出现，并逐渐在档案库房管理中得到应用。本节针对档案库房和成熟物流仓储的机器人应用现状，从国内外研究现状、主要应用场景、技术难点与风险点、应用可行性、前提与基础等方面进行可行性分析。

1.研究现状

目前，国外用于图书馆或档案馆行业的机器人，普遍以导轨式的框架式机器人为主，框架式机器人对库房环境要求较高，制造成本较为昂贵，不适合大批量的推广应用。智能移动式机器人适应性强，对现有库房改造成本较低，具备较强的推广应用前景。

目前，各单位档案库房基本遵循了国家有关档案库房的建设标准，除了极少数的老旧档案库房，基本采用了密集架设备和库房的温湿度、视频监控等设备，在设备方面，已经基本具备了电子化管理要求。就实体档案的位置定位而言，可以通过二维条码标签及监控设备的应用，实现库房内部档案实体的位置变化监控。具体流程如下：依据实体档案信息，各单位档案部门可以按照卷（盒）及实物档案的内容信息打印唯一的二维条形码标签，贴在每个卷（盒）或实物档案上，通过对标签进行扫描可以实现自动登记借阅、归还及上下架信息；在提供利用时，通过信息系统检索，可以直接打开对应的密集架信息，并对实体进行出库扫描，记录出库信息，该案卷就完成了借阅登录；待归还时，通过扫描标签信息，就能自动归还入库和上架，完成实体借阅过程；在盘点环节，实现手持设备对基于二维条码的馆藏档案资源进行识别，并结合信息系统的电子借阅及利用信息，实现馆藏档案资源的全面统计及盘点；对于未经系统登记的实体档案出入库及位置移动信息，由监控设备进行自动记录和报警，提高实体档案的安全控制。

2.主要应用场景分析

档案库房智能管理机器人可以解放目前档案库房管理人员的繁重体力和重复性劳动，主要应用场景包括三个方面：一是档案库房日常巡检。通过智能机器人，实现档案库房人员不进入库房，即可对库藏档案温湿度进行自动记录、异常情况监控、温湿度的自动调节、日常档案巡检等。二是档案库房的实体管理工作。通过智能机器人，实现新入库档案的上架、借阅档案的出库、归还档案的入库、年度档案实体的盘点等工作，自动生成各类档案统计报表，大幅度提高档案库房管理效率。三是实体档案的辅助整理功能。通过标准化的内置程序，实现已有实体档案的装订、盖档号章、编制页码、装盒等日常整理工作，部分代替档案人员的日常整理工作。

3.主要技术难点与风险点

档案库房管理机器人目前尚未有成熟的案例，但基于档案库房管理的特殊性，需解决以下几个技术难点：一是实体档案的定位。因为各单位档案库房的场地、形状、设备型号不同，导致对实体档案的密集架定位较为困难，如何让机器人准确识别每份档案的位置是所要面对的难点。二是实体档案的抓取。文书、科技档案等采用卷盒管理，但卷盒规格的不同令如何让机器人准确识别位置和准确抓取是面临的难点。三是不同实体档案的应用。因各单位馆藏的历史档案众多，对文书、科技等卷盒管理的档案较为规范，但涉及实物档案、特殊载体档案等，由于其形状的不规范，给库房机器人的应用带来了难题。

建设智能库房机器人的关键技术包括三个：一是解决智能移动式调取机器人在全局范围内的定位及基于多传感器信息融合的自主导航技术，实现机器人在狭窄空间的横/纵向自主行走及在毫米级尺度的高精度自主定位。二是解决框架式调取机器人在大范围框架内高速运行下的自主定位。解决档案盒的自主抓取及自动辨识技术等。三是解决机器人整体设计及集成，狭窄空间下机器人移动的横/纵向行走、转向等行走机构的设计及控制，置于移动底盘上的直角坐标机器人的机构设计及控制，抓取手爪的设计及控制，嵌入式控制系统设计及集成，多传感器系统的布置及集成等问题。

风险点在于：档案库房机器人的建设涉及多项学科及多项先进技术领域；系统产品的结构复杂、技术含量高，设计开发比重非常大。需要掌握扎实的理论基础，将多学科的先进技术集合为一体，熟练掌握上游行业所提供的各类关键零部件性能，并对下游行业用户所提出的需求进行引导，高度综合相关技术并对系统进行集成后，才可设计出符合要求的成套装备及系统产品。目前，国内相关厂商尚未有完全商用的案例，存在产品开发和质量问题风险。

4.应用可行性分析

目前，国外厂商针对实体档案管理的设计方案大多数局限于导轨式的传输系统，具有一定的可靠性优势，但价格昂贵，并且需要对库房环境进行大规模改造，灵活性较差。哈尔滨工业大学已初步研发出了档案库房智能机器人，是一款主要用于实体档案取还及运输的全自动运行机器人，包括高度集成在一起的智能移动机器人系统、直角坐标机器人系统、手爪系统、传输架系统、传感器系统、控制系统、自动充电系统，具有全向运动、智能抓取、自動巡线、全局定位、智能充电等功能与特点，已进行了初步应用。基于上述的分析，档案库房智能机器人已经有了部分先例，从技术实现、实际应用等方面具有可行性。

5.应用的前提和基础

档案库房智能机器人的应用，是以库房设备的智能化为前提和基础的，主要包括以下几个部分：一是智能密集架的应用。智能密集架应具备智能控制打开、关闭、定位的功能，且相应控制不应太过复杂，密集架的各个位置应能支持RFID标签的准确定位，支持和库房机器人控制系统的集成。二是标准档案卷盒的应用。应尽可能统一规范地采用标准档案卷盒，便于库房机器人的抓取。三是实体档案RFID标签的应用。在实体档案卷盒的显著位置，粘贴RFID标签，便于库房机器人的精准抓取。四是智能环境监控设备应用。档案库房的温湿度记录与监控、视频监控设备、消防设备等，均应和档案库房机器人控制系统进行集成，便于远程智能化的控制。

目前基于智能机器人的档案馆自动化方面的应用研究还处于初步阶段。我国正处于经济飞速发展阶段，智能机器人发展应用的前景十分广阔，未来可广泛应用于档案馆、图书馆、云存储、银行、电信等行业及立体仓库、物流管理等工业及自动化领域。本文只是通过对档案库房智能机器人的研究和建设进行可行性分析，对未来档案库房智能化建设提出一些思路和方法，供各单位档案管理工作者参考。