摘要：隨著入藏圖書日漸增多，作為圖書館基礎(chǔ)業(yè)務(wù)的圖書采購驗收、分類編目、典藏管理等工作愈加繁重。為減少采分編工作的人工成本、提高圖書館工作效率，文章重組采分編工作流程，綜合采用工業(yè)機器人、機器視覺等技術(shù)，設(shè)計適用于圖書采分編業(yè)務(wù)流程的智能作業(yè)系統(tǒng)。該系統(tǒng)的落地將實現(xiàn)自動機械化操作替代重復(fù)的人工操作，完成自動驗收、智能化分類編目等信息化數(shù)據(jù)處理，以降低圖書館員勞動強度，提高服務(wù)效能，深化智慧圖書館理念，打造“智能化編目”新業(yè)態(tài)，為未來圖書館業(yè)務(wù)優(yōu)化提供創(chuàng)新方案。

　　關(guān)鍵詞：圖書館自動化;工業(yè)自動化;圖書分揀;智能圖書分編;智慧圖書館

　　0引言

　　圖書的采購驗收、分類編目、典藏管理(以下簡稱“采分編”)一直以來就是圖書館的基礎(chǔ)業(yè)務(wù)，而且作為圖書館的核心業(yè)務(wù)之一，采分編業(yè)務(wù)也是圖書館眾多業(yè)務(wù)中最早實現(xiàn)標準化、規(guī)范化和網(wǎng)絡(luò)化的。比如，《文獻著錄總則》[1]、《中國文獻編目規(guī)則》[2]等標準的發(fā)布，實現(xiàn)了采分編業(yè)務(wù)的標準化、規(guī)范化;《中國機讀目錄格式》的普及應(yīng)用和聯(lián)機編目的實用化[3]也讓各館在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下實現(xiàn)數(shù)據(jù)資源共享成為現(xiàn)實。

　　得益于圖書采分編的標準化和規(guī)范化，相關(guān)業(yè)務(wù)外包逐漸盛行，帶來了文獻編目加工周期縮短、效率提高的便利，而由此造成的編目數(shù)據(jù)質(zhì)量下降[4]、編目館員需耗費大量時間進行數(shù)據(jù)校對和修正[5]等問題較為突出。可以看到，盡管這些標準規(guī)范和技術(shù)手段在一定程度上提升了圖書采分編效率，但客觀上圖書館仍需投入大量的人力和時間。僅以廣東省立中山圖書館(以下簡稱“廣東省館”)為例，作為廣東省文獻編目中心，該館采編部門每年新增編目數(shù)據(jù)便有10余萬條，還需向廣東省內(nèi)成員館提供分編圖書、回溯建庫等服務(wù)，任務(wù)繁重[6]。

　　更具體來說，廣東省館2019年新書采購量約10萬種30萬冊，采分編流程包含拆包驗收、系統(tǒng)收單、館藏分配等10多道工序，僅就圖書搬運一項來計算，完成30萬冊圖書的所有采分編工作至少需要搬運300萬冊次，其工作量之繁重可見一斑。如何進一步降低編目館員的工作壓力、提高圖書采分編工作效率這一實際問題擺在眼前，亟待解決。近年隨著信息技術(shù)高速發(fā)展，圖書館業(yè)務(wù)管理、資源建設(shè)和讀者服務(wù)等相關(guān)環(huán)節(jié)均已充分應(yīng)用新技術(shù)手段進行革新，實現(xiàn)了圖書館服務(wù)的網(wǎng)絡(luò)化、智能化。伴隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)(RFID、NFC、紅外感應(yīng)器、激光掃描器)、物流技術(shù)、工業(yè)機器人、人工智能[7]等相關(guān)技術(shù)日漸成熟，其在圖書館領(lǐng)域的應(yīng)用探索方興未艾，這些探索集中在讀者服務(wù)的前端應(yīng)用，如自助借還[8-10]、送書上門[11]、智能圖書盤點機器人[12]、圖書自動存儲系統(tǒng)[13]。

　　而在圖書館業(yè)務(wù)管理的后端，盡管已有學(xué)者對自動標引展開討論[14-15]，但鮮見相關(guān)理論探討的落地和實用化案例，更未見到將新技術(shù)手段整合運用到圖書館采分編業(yè)務(wù)流程的實踐案例。事實上，此前已有的圖書采分編工作標準化、規(guī)范化、網(wǎng)絡(luò)化基礎(chǔ)，理論上已經(jīng)為進一步利用物聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)機器人等新技術(shù)實現(xiàn)智能采分編作業(yè)奠定了良好的基礎(chǔ)條件，對相關(guān)技術(shù)的整合研發(fā)和系統(tǒng)探索時機已然成熟。

　　本文以廣東省館研發(fā)中的圖書采分編智能作業(yè)系統(tǒng)為例，對如何構(gòu)建一種應(yīng)用于圖書館圖書采分編基礎(chǔ)業(yè)務(wù)全流程的自動化作業(yè)系統(tǒng)進行研究和說明。該系統(tǒng)能夠利用自動機械化操作替代重復(fù)的人工操作，通過精準的圖書識別實現(xiàn)自動采購驗收、智能化分類編目等信息化數(shù)據(jù)處理，以極大地減輕人員勞動強度，提高圖書采分編效率。

　　1研發(fā)內(nèi)容和系統(tǒng)構(gòu)建

　　圖書采分編智能作業(yè)系統(tǒng)擬通過綜合采用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、圖像識別、工業(yè)自動化處理、自動分揀等等技術(shù)，研究和設(shè)計圖書館圖書采分編穩(wěn)定高效的全流程智能化作業(yè)，以極大地提高圖書館，尤其是大中型圖書館圖書采分編效率，減少重復(fù)的人力勞動，打造“智能化編目”新業(yè)態(tài)，為未來圖書館業(yè)務(wù)優(yōu)化提供創(chuàng)新方案。

　　1.1傳統(tǒng)作業(yè)與智能作業(yè)的匹配

　　為實現(xiàn)圖書館采分編的全流程自動化作業(yè)，一方面需要對整體的傳統(tǒng)業(yè)務(wù)流程進行拆分和邏輯歸類，確認各個作業(yè)環(huán)節(jié)的可行性，并根據(jù)拆分出來的各環(huán)節(jié)業(yè)務(wù)特點匹配相關(guān)的自動化方案;另一方面需要重點對現(xiàn)有圖書采分編加工流程進行再造，從能否實現(xiàn)原有加工要求、能否滿足效率以及能否適應(yīng)各類型圖書的通用性等方面進行調(diào)整，以適應(yīng)未來全智能化作業(yè)的模式。傳統(tǒng)的圖書采分編加工流程繁多，以廣東省館為例，通常包括拆包驗收、系統(tǒng)收單、館藏分配、圖書封邊、蓋館藏印章及貼條形碼、編目及校驗、索書號分配、書標打印、出書登記、貼書標、覆保護膜、加裝RFID標簽、RFID標簽數(shù)據(jù)寫入、圖書分揀及配送等。

　　為此，系統(tǒng)根據(jù)現(xiàn)有工業(yè)自動化技術(shù)、機器視覺技術(shù)、數(shù)據(jù)處理技術(shù)等的特點和功能，在保證滿足現(xiàn)有圖書采分編工作規(guī)范的情況下，設(shè)計了整個智能作業(yè)流程的總體框架，有重點、分階段地實現(xiàn)圖書采分編全流程智能化作業(yè)的目標。圖書采分編智能作業(yè)系統(tǒng)總體上分為圖書驗收及編目前加工模塊、圖書分類編目模塊、圖書典藏加工及分揀模塊3個部分。

　　其中，圖書驗收及編目前加工模塊重點實現(xiàn)圖書編目前的采購驗收和規(guī)范化的物理加工;圖書分類編目模塊初期的重點是以人機協(xié)同的方式實現(xiàn)線上“無紙化編目”，后期將逐步采用人工智能技術(shù)探索實現(xiàn)文獻自動標引;圖書典藏加工及分揀模塊負責處理圖書編目后圖書的典藏標識加工、入庫分揀等操作。上述3個模塊將搭建在同一流水線工序上，擬實現(xiàn)圖書的一次流轉(zhuǎn)便完成圖書采分編的全流程作業(yè)。

　　1.2圖書驗收和加工到館圖書在進入編目環(huán)節(jié)之前，需要完成驗收、蓋章、貼標加工等繁瑣工序，系統(tǒng)利用工業(yè)機器人自動控制技術(shù)對圖書進行規(guī)范化的物理加工，替代人工操作，同時完成進館圖書信息數(shù)據(jù)的核驗校對和補充修正，以提高圖書加工的效率和準確率。這一環(huán)節(jié)又可拆分為3個主要部分。

　　(1)圖書自動分離，這是后續(xù)圖書加工的關(guān)鍵步驟。當前系統(tǒng)將圖書自動分離設(shè)計為圖書堆疊和分離兩個環(huán)節(jié)。首先是圖書堆疊部分，該步驟采用工作人員批處理的方式，將書商運輸?shù)金^圖書按批次疊放到供件臺的圖書提升機處，作為待處理圖書等待進入工作流程。其次是圖書分離部分，該部分采用提升機加負壓機械手抓取方式，負壓機械手的抓取位置為圖書的書脊位置，保證被抓取圖書不會損壞。

　　圖書提升機的頂端與負壓機械手交接的部分設(shè)置有光電感應(yīng)系統(tǒng)，可以自動檢測當前圖書堆的高度，確保每次圖書被抓取后，下一本圖書可以被提升至準確的高度以備再次抓取導(dǎo)入。通過依次將待處理圖書單本分離并投入后續(xù)的自動化流程，保證分離后的圖書無重疊、無堆積，實現(xiàn)系統(tǒng)可以進行后續(xù)處理的單本分離狀態(tài)。此外，在圖書自動分離系統(tǒng)預(yù)設(shè)人機交互設(shè)備，實現(xiàn)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的實時顯示，便于館員了解和回溯系統(tǒng)歷史處理效率、處理量等信息，同時，系統(tǒng)預(yù)留軟件接口，供調(diào)取各種統(tǒng)計數(shù)據(jù)做大數(shù)據(jù)分析使用。

　　(2)圖書自動驗收，該環(huán)節(jié)用于新購

　　圖書的核驗處理。在圖書館以往采購的新書驗收過程中，無論是手工驗收還是計算機驗收，或是兩者結(jié)合的方式，通常都需要館員用條碼機掃描每本書信息，再一一與書單的字段進行匹配，不僅耗費大量館員精力，還可能因為手工驗收而出現(xiàn)驗收疏漏。而在智能作業(yè)系統(tǒng)中，系統(tǒng)會對流轉(zhuǎn)過來的已分離單本圖書進行自動采樣識別，通過對封面、書脊等位置的圖像掃描，獲取識別包括題名、作者、出版社等基本信息，并將其與書商提供的送貨單進行一一比對，完成圖書的自動驗收工作，并將其流轉(zhuǎn)到下一步驟。在研發(fā)后期，還擬加入了人工智能識別圖書一環(huán)，通過對圖書封面、書脊等位置圖像信息的掃描和識別，推進機器學(xué)習(xí)和訓(xùn)練，保證對圖書的自動識別和處理，完成部分圖書數(shù)據(jù)的校驗，補充完整圖書信息。

　　2技術(shù)路線和關(guān)鍵問題

　　本系統(tǒng)將采用機器視覺、工業(yè)機器人等技術(shù)，輔以人工智能圖像識別及相應(yīng)定制軟件的開發(fā)實現(xiàn)，涉及到工業(yè)自動化、大數(shù)據(jù)、人工智能、圖像識別、云計算、物聯(lián)網(wǎng)等前沿科技的整合集成及應(yīng)用。現(xiàn)結(jié)合系統(tǒng)實際需求對各個技術(shù)節(jié)點的實現(xiàn)方式進行探討和考察，進一步確認各技術(shù)節(jié)點落地可行性并進行風險評估，其中的技術(shù)路線和關(guān)鍵問題包括：

　　(1)基于機器視覺的圖書外部特征識別。系統(tǒng)中對圖書外部物理特征的識別是機器視覺技術(shù)基于人工智能圖像識別在細分行業(yè)的開發(fā)應(yīng)用，以便讓智能作業(yè)系統(tǒng)“看到”圖書，包括圖書的大小、位置、方向、正反面等都是后續(xù)一系列自動化操作的先決條件，幾乎是直接影響圖書采分編智能作業(yè)的全流程。

　　(2)基于工業(yè)機器人自動控制的圖書姿態(tài)整位。系統(tǒng)采用直角坐標型數(shù)控工業(yè)機器人技術(shù)來完成作業(yè)過程中圖書的姿態(tài)整位，即讓智能作業(yè)系統(tǒng)“拿起和翻動”圖書，包括單本圖書分離、調(diào)整圖書的左右和前后位置、翻轉(zhuǎn)圖書的前后方向、翻轉(zhuǎn)圖書的正反面、圖書翻頁等多種姿態(tài)處理動作，需根據(jù)圖書的不同類型及各個動作的復(fù)雜程度采用不同形態(tài)的機械手設(shè)計和非標開發(fā)。對圖書姿態(tài)的標準化調(diào)整，是自動貼標加工等步驟的關(guān)鍵過程之一。

　　3預(yù)期效益和風險評估

　　在實踐應(yīng)用方面，廣東省館圖書采分編智能作業(yè)系統(tǒng)的圖書驗收和加工模塊目前已經(jīng)完成一期設(shè)備的安裝并進入調(diào)試運行階段，系統(tǒng)實施的最初目的就是解決圖書館編目工作人員的勞動力釋放問題，提高圖書采分編工作效率。系統(tǒng)的落地和實施將在很大程度上改變圖書館采編運轉(zhuǎn)方式和行業(yè)鏈生態(tài)。對大中型圖書館而言，傳統(tǒng)圖書采分編過程中存在大量的重復(fù)勞動，但通過圖書采分編全智能作業(yè)，基本上是實現(xiàn)了圖書采分編“一條龍作業(yè)”，理論上每冊圖書只需在作業(yè)系統(tǒng)上流轉(zhuǎn)一次，便可完成所有采分編加工工序。

　　圖書館方向論文范例：圖書館管理工作的創(chuàng)新路徑研究

　　與此同時，本系統(tǒng)各項功能的實現(xiàn)涉及物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、圖像識別、工業(yè)自動化處理、自動分揀等多種技術(shù)的綜合應(yīng)用，多重技術(shù)的組合本身便有可能增加系統(tǒng)整體實施的難點和風險點。在此之中，除RFID技術(shù)、自動分揀技術(shù)的圖書館應(yīng)用相對成熟外，其他相關(guān)技術(shù)在圖書館行業(yè)中應(yīng)用的可借鑒案例和經(jīng)驗并不多，因此該系統(tǒng)設(shè)計在實現(xiàn)上具有相當?shù)膹?fù)雜度，在實際實施上可能會有一定不確定性，這都是應(yīng)當考慮在內(nèi)的。

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　　作者：王惠君，吳昊，潘詠怡，錢海鋼，陳潤好