AGV系统交流材料
《AGV_探索与实践——我与AGV》
SPECIAL RECOMMENDATION杨文华，中国船舶集团高级技术专家，正高级工程师。
1996年开始从事AGV（自动导引车）工作，带领团队成功开发了自主技术AGV 系统及单机。
曾获国务院政府特殊津贴，国防科技工作“511人才”，昆明市优秀专家等荣誉；多次获得云南省、中船重工、昆明市等各级科技进步奖；主持制定过多项国家标准及团体标准。
担任《起重运输机械》期刊编委会委员、社会团体“移动机器人（AGV）产业联盟”专家委员会主任和标准委员会主任。
由《起重运输机械》杂志编委杨文华先生著作的《AGV探索与实践——我与AGV》于2023年5月定稿，同年9月完成第1次印刷，该书籍由云南出版集团、云南科技出版社出版，是国内第一本系统介绍AGV技术的书籍。
杨文华先生从事AGV（自动导引车）的工作也已有26年，多年的工作转换了多种角色，从普通技术人员到研发团队负责人，到专业公司管理者，再到中国船舶集团高级专家，却始终没有离开AGV，没有脱离最初的技术角色。
本书以杨文华先生的工作经历为主线，同时把当年的一些技术内容展现出来，得此书名：《AGV 探索与实践——我与 AGV》。
本书分为四篇：初识、探索、实践、展望，内容涉及知识普及、自主研发、行业应用、未来发展。
AGV——我与AGV探索与实践132023年第23期 /14 / 2023年第23期为了增加可读性，在每章前面插入楔子，以工作时间轴为主线，简述杨文华先生相关的工作经历。
正文主要内容是对杨文华先生自己理解的 AGV 知识进行展开：第一篇为初识，介绍AGV 的历史、AGV 系统构成与分类、运用到的技术、项目如何开展以及相关专业术语等。
第二篇为探索，主要介绍研发知识，包括运动学基础、导引控制、运动控制、路径规划等。
值得注意的是，第二篇中的技术内容，多数是杨文华先生对20年前研发工作的回顾及总结。
第三篇为实践，描述一些设计原则、技术规范、项目实施、行业应用案例等。
第四篇展望，AGV 与智能制造（AGV 智能化），AGV 与新一代信息技术，AGV 行业标准/ 人才培养/服务体系等。
AGV系统介绍2014学习课程
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第二十页，编辑于星期五：九点 五十二分。
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我们把具有以下性质的机械，看作是机器人：
1. 代替人进行工作－－能使用工具和机械 2. 具有通用性－－根据不同工作状况，相应变化工作 3. 直接对外界工作－－能够根据计算结果，对外界直接产生作用
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狭义的定义－－自动导引运输车AGV
此项技术最大的优点是，AGV定
位精确；地面无需其他定位设施；行驶 路径可灵活多变，能够适合多种现场环
境，它是目前国外许多AGV生产厂家 优先采用的先进导引方式。
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按驱动方式： 单轮驱动（SD－－Steer Driving）
差速驱动（DIFF－－Differential Driving ）
惯性导引
惯性导引是在AGV上安装陀螺仪， 在行驶区域的地面上安装定位块，AGV
可通过对陀螺仪偏差信号与行走距离 编码器信号的综合计算，及地面定位 块信号的比较校正来确定自身的位置 和方向，从而实现导引。
此项技术在航天和军事上较早运 用，其主要优点是技术先进，定位准 确性高，灵活性强，便于组合和兼容，
AGV系统在纺织品行业中的应用与质量控制
AGV系统在纺织品行业中的应用与质量控制自动导引车（Automated Guided Vehicle，AGV）系统是一种利用自动化技术进行导引、搬运以及物流操作的智能设备。
随着技术的不断进步和应用的不断扩展，AGV系统逐渐在各种行业中得到广泛应用。
本文将主要探讨AGV系统在纺织品行业中的应用和其在质量控制方面发挥的作用。
一、AGV系统在纺织品行业中的应用AGV系统在纺织品行业中有着广泛的应用，主要体现在以下几个方面。
1. 自动化搬运在纺织品行业，AGV系统可以利用其自动导引功能，实现纺织品原料的自动搬运。
通过AGV系统的搬运，不仅可以降低人力成本，提高搬运效率，还能减少人为搬运导致的物品损坏。
2. 自动化存储AGV系统可以将纺织品原料或成品储存在指定位置，实现自动化存储管理。
通过AGV系统的自动化存储，可以减少人工操作，提高存储效率，并确保纺织品的安全和完整性。
3. 生产过程协调与优化AGV系统可以在纺织品生产过程中对各个环节进行协调与优化调度，提高生产效率和生产质量。
通过AGV系统的智能调度，可以避免生产环节的冲突，减少生产时间和资源浪费。
二、AGV系统在纺织品行业中的质量控制作用AGV系统在纺织品行业中不仅在物流方面发挥着重要作用，还在质量控制方面起到了积极的促进作用。
1. 增强追溯能力AGV系统在纺织品生产过程中可以实时记录和追踪每个纺织品的生产信息和流程数据。
通过追溯系统，可以准确了解并评估每个纺织品的质量状况，及时发现问题并采取相应的纠正措施，确保产品质量的稳定和可靠性。
2. 实时监测检测AGV系统可以与纺织品生产线的监测设备和传感器进行无缝连接，实时监测纺织品的质量指标。
通过AGV系统的实时监测，可以及时捕捉到生产过程中出现的质量问题，并快速做出反应，从而避免次品产品流入市场，提高产品质量。
3. 自动化质检AGV系统可以集成质检设备和算法，实现纺织品的自动化质检。
通过AGV系统的自动化质检，可以提高质检的效率和准确性，减少人为因素对质检结果的影响，进一步提升产品的质量可靠性。
面向矩阵式制造车间AGV调度的改进模拟退火算法
面向矩阵式制造车间AGV调度的改进模拟退火算法目录一、内容概要 (3)1.1 研究背景与意义 (3)1.2 国内外研究现状 (5)1.3 论文结构安排 (6)二、理论基础 (7)2.1 自动导引车(AGV)系统概述 (8)2.1.1 AGV系统组成 (9)2.1.2 AGV在制造车间的应用 (11)2.2 模拟退火算法原理 (12)2.2.1 模拟退火算法的基本概念 (12)2.2.2 模拟退火算法的流程 (13)2.2.3 模拟退火算法的特点 (14)2.3 矩阵式制造车间布局 (15)2.3.1 布局特点 (16)2.3.2 布局对AGV调度的影响 (17)三、AGV调度问题分析 (19)3.1 调度目标与约束条件 (20)3.2 传统调度方法评述 (21)3.3 现有挑战与改进需求 (22)四、改进模拟退火算法设计 (23)4.1 改进策略 (24)4.1.1 初始解的构建 (25)4.1.2 邻域搜索机制 (26)4.1.3 接受准则与温度更新规则 (28)4.2 算法框架 (29)4.3 关键参数设置 (29)五、实验设计与结果分析 (30)5.1 实验环境搭建 (32)5.2 实验数据集 (33)5.3 对比算法选择 (33)5.4 性能评价指标 (35)5.5 结果分析 (36)5.5.1 调度效率对比 (38)5.5.2 算法稳定性分析 (39)5.5.3 参数敏感性分析 (40)六、案例研究 (42)6.1 案例背景介绍 (43)6.2 应用场景描述 (44)6.3 实施方案 (45)6.4 实施效果评估 (46)七、结论与展望 (47)7.1 主要研究成果 (48)7.2 存在的问题与不足 (49)7.3 未来工作方向 (50)一、内容概要本文主要针对矩阵式制造车间的自动导引车调度问题，提出了一种基于改进模拟退火算法的调度策略。
首先，对矩阵式制造车间的生产环境和AGV调度原理进行了详细分析，明确了调度问题的核心目标是在确保生产流程高效、可靠的前提下，实现AGV运输路线的最优化。
AGV立体库系统在焊接材料行业的集成应用
AGV、RGV、立体库在焊接材料行业的集成应用本文是AGV小车、RGV穿梭车、自动化立体库物流系统在焊接材料行业的应用案例。
该物流系统通过MES、AGV、RGV、立库的集成，利用RFID识别技术，实现焊芯从装料、转运、入库、储存、出库转运至用料生产线的自动物流作业，并按生产指令、焊芯规格品种进行分类存取。
一、项目背景和需求焊接材料的生产物料具有多品种、大批量等特点，原材料主要有盘条、粉料等，半成品有焊芯、湿粉等物料，物料特点是体积大、质量重、转运频次高、转运量大，因此要满足大西洋焊接产业园生产需求，必须设计一套适用于实际生产的有效自动物流系统。
本项目是焊条半成品（焊芯）的自动物流输送系统的集成和应用。
焊芯的生产流转工序要经过切丝装料、转运入库、出库、转运至用料生产线使用。
传统物流存在的问题：以前，焊芯的转运主要依赖人工，采用人工液压车或带轮子的焊芯装料车搬运，需要人工拖动物料转运到各生产线在用工位，转运距离长，加之物料体积重量大，因此人工劳动强度大，物流输送效率极低。
焊芯的存放方式只能在地面堆放，占地面积大，且无法规范管理，人工统计、物料盘点困难，耗时易出错。
新物流系统的需求：焊接产业园规划有17条焊芯生产线，日生产焊芯约500t，多品种规格且产地号不同的焊芯需要及时转运入库暂存，等待涂压生产线使用，从焊芯装料位置到使用生产线工位，距离可达500m，并且拉切工序与涂压工序厂房地面有2m高差，依靠人工转运、地面存储的方式无法适应产业园生产物料的高负荷转运及信息管理。
因此，根据生产要求，需建立一套快速、准确、可靠、稳定的自动化物流系统用于转运焊芯，对焊芯的装料、搬运、入库、存放、投料，以及搬运工具、物流设备、搬运方法、输送节拍等进行合理规划、设计、布局，实现焊芯转运的自动物流模式。
二、技术难点在该项目中，如何解决好装料后快速转换载具、物料暂存，如何实现物流与生产设备精准有效协同工作方式，实现各物流系统之间有效兼容，是比较大的技术难点。
AGV系统在贵阳卷烟厂辅料库的应用
Ｎ ８ ０ 主控制程序处理指令接收 、指令执行 、小 Ｔ ００
车控制和 所有与小车的通讯 。Ａ Ｓ Ｍ 接收物料运输 Ｍ 从Ｗ Ｓ
指 令，并下达 ￣Ｎ ８ ０ ，Ｎ Ｓ ０ 系统将一个指令转 换 Ｔ ００ Ｔ００ 为一系列 命令 ，控 ￣Ａ Ｖ Ｊ ＩＧ 的运行 ，包括指派 和重新 指
２ １ ２ ｏ中嗣 素煞 全 ６ ｏ２ ０ 高 Ｉ术 业 ９ ｝
传 送 运 输任 务 指 令信 息 和Ａ Ｖ Ｇ 系统 的任 务执 行情 况
信 息。
引技术 ，激光扫 描器安装在 Ａ Ｖ Ｇ 的最顶部 ，每秒 旋转
六圈 ，不断发 出激光束 ，光 束被许 多位 置 已编程输入
ＡＶ Ｇ 导引系统 的固定反射片 （ ５ ｍ Ｘ３ｍ ）反射。导 ７ ０ ｍ ５ｍ
行监控 。 ２ 运 行 路 径 。 Ａ Ｖ ｘ 在 车 间 所 有 路 径 均 为 单 ． Ｇ ｄ车
行，提高行驶效率。 ３ ．辅料运送消耗时间 。每 小时Ａ Ｖ Ｇ 系统完成６ 个 １ 运送 任务 （０ Ｇ 全部运行时 ）。在卷包车ｆ Ａ Ｖ １ 台Ａ Ｖ ￣ Ｇ 系 统最繁忙的时刻 是多台卷包机组 同时需要换牌 ，每组 机 台有４ 个站 台位 需要退余料 ，退 完后系统 更改生产 牌 号，再要料 。那 么一个机组一 次换牌需要 执行８ 个 运送 任务 。表５ 台Ａ Ｖ 以８ Ｇ 正常运行 为前提 （ 由于 故障 和轮休 ，迄今为止ＡＶ Ｇ 正常运行最少数量为８ ），实 台 ￣ＡＶ Ｊ ａ 完成卷包机组不 同站 台位数量 同时退空盘＋ Ｊ 要料 两任 务所需要的时间。
型 号 规 格 设计及 生产年份 Ａ Ｖ小车数量 Ｇ 移栽方式
行异地技 改 在辅料仓库 的技术改造中，结合贵阳烟
厂卷包车间的实际生产情况 ，采用了激光导航Ａ Ｖ（ Ｇ 自 动导引车 ）系统，实现了卷包车间辅料 自动化供给。
mes系统与agv调度系统的对接逻辑
mes系统与agv调度系统的对接逻辑下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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AGV资料
我国国家标准《物流术语》中，对AGV的定义为：
AGV：装有自动导引装置，能够沿规定的路径行驶，在车体上具有编程和停车选择装置、安全保护装置以及各种物料移载功能的搬运车辆。
AGVS：多台AGV小车在控制系统的统一指挥下，组成一个柔性化的自动搬运系统，称为自动导引车系统，简称AGVS
按照导引原理的不同，分为固定路径导引和自由路径导引两大类型。
1）固定路径导引：在事先规划好的运行路线上设置导向的信息媒介，如导线、光带等，通过AGV上的导向探测器检测到导向信息（如频率、磁场强度、光强度等），对信息实时处理后，用以控制车辆沿规定的运行线路行走的导引方式。
2）自由路径导引：事先没有设置固定的运行路径，AGVS根据搬运任务要求的起讫点位置，计算机管理系统优化运算得出最优路径后，由控制系统控制各个AGV按照指定的路径运行，完成搬运任务
无人牵引小车：
主要功能是自动牵引装载货物的平板车，仅提供牵引动力。
当牵引小车带动载货平板车到达目的地后，自动与载货平板车脱开。
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电源卡介绍
电源卡的主要功能是： • 电压转换，可将16.8 - 72V电源转换成+5V、 +12V和 -12V电源，供其它卡和外部器件使用； • “ALL OK”信号，提供ACC70 S正常启动信号； • 电压监视，如果电压不在正常范围，提供存储 卡复位信号； • 温度监视，当温度过高时，风扇会启动降温； • 接地保护，电池正负极与车体之间的阻抗应 >10k。
• 1、基本组成如图所示 • 2、工作原理 • 无线电通讯系统主要利用了Carr服务(NDC内部服务)。Carr服务在 AGV系统中建立和控制小车与主机的通讯。它的主要功能有：小车通 讯、轮循控制、控制PCCOM。
五、无线通讯系统
• 3、无线通讯系统的关键部件为无线调制 解调器RADIO
– RADIO的基本参数
九、系统总结
• 系统工作原理：
• 管理和控制系统会自动对AGV小车的运行进行交 通管理，如果在某些路段由于车辆过于集中而形 成交通堵塞，管理和控制系统也能够自行处理。 • 当AGV小车电池的电量不足时会自动请求充电， 由管理和控制系统发出充电指令，AGV小车自动 行驶至充电站进行充电。充电的开始和结束信号 由信号采集系统采集后上报管理控制系统进行控 制。
FSA用来控制直流电机的伺服放大器，可分用于驱动，转向及执行机 构的控制。其主要特点是： 1．根据控制电压驱动电机； 2．过载保护； 3．超温保护； FSA80 4. 自身带有控制环。 可根据电机不同的功率选用不同规格的FSA。
FSA45
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*单叉推挽式车辆
转向灯
扫描头
急停按钮 警示灯
OP7 货叉
SICK探测器
防撞开关
拉线开关
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*双叉推挽式车辆
双货叉
返回
*背叉式车辆
转向灯
后背式货叉 急停按钮
防撞
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三、车载控制系统介绍
6、OP7介绍
OP7是小车的操作终端，主要功能有： AGV初始化导航； 查看AGV当前状态； 查看并修改程序内部参数值； 更改AGV控制模式（本地/上位，交通管理/无交通管理）； 下达本地命令，去某点，进行某种操作； 查看ACC70产生的事件，查看ACC70各块卡的版本； 更改路径上段的速度和点的坐标，并可上传至ACC70。 OP7的液晶屏每行可显示20个字符，共有4行。
红河卷烟厂AGV系统介绍
• 概述：
• 红河卷烟厂自动化物流系统中的AGV系统涉及机 械、电子、光学、计算机等多个领域。其作用是 在上位计算机的调度和管理下，指挥AGV车辆完 成一系列的作业如托盘运输等，解决一系列的问 题如计算机与计算机之间的通讯和调度、上位计 算机和下位AGV控制器之间的通讯、命令的管理 与分配、AGV与AGV之间的交通管理等，并在这 一自动化过程中保持较高的作业精度和作业效率。
MCD70是小车的手动控制设备，可进行小车的操作选择及控制模式 的转换： 小车导引模式（自动，半自动，手动） 小车转向模式（单驱动轮，差动轮，双驱动轮） 小车装卸货处理（提升机构，输送机机构） MDC70的液晶屏每行可显示16个字符，共有4行。可显示小车当前的 模式及参数
，如小车速度、角度值等。
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系统卡介绍
系统卡 包含计时/计数器，可编写ACC70程序。 系统诊断接口。
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导航卡介绍
导航卡 主要负责导航与导引，在内存中已经固化了由 NDC公 司提供的专用导航导引程序。
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存储卡介绍
存储卡 储存数据和处理各卡之间的通讯。 3V纽扣式锂电池，用于程序备份。
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FSA介绍
四、自动充电系统
• 4、BIV的基本参数
• 电源：24V（DC），最大电流为200mA • 串行适配卡接口：20mA电流环，传输率为4800B，最 多可连接8个BIV。 • 输入：8个数字量输入，可设置NPN或PNP模式 • 输出：7个中继输出，可通过240V（DC），2Amps
五、无线通讯系统
八、AGV上位监控系统介绍
2、以辅料库为例，监控界面如下：
提示信息
行驶路线
设备示意图
九、系统总结
• 系统工作原理： • 系统作业时，计算机通过无线电通讯系统自动将 任务分配给离任务作业点最近的（由路径规划中 段上小车行走时间确定）AGV小车。AGV小车根 据作业指令按预先制定的路径自动驶向作业点进 行作业，在行驶过程中AGV利用激光头对周围反 射板的扫描和计算来导航并修正自身的偏差，从 而保证行走和定位的精度。 • AGV小车与上位计算机通过无线电通讯系统进行 联系，AGV小车随时将自身的状态和任务的完成 情况上报并显示在图形监控系统上。
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Байду номын сангаас
通讯卡介绍
通讯调节卡 – 驱动控制和转向控制； – 附加的伺服控制环； – 数字量和模拟量的输入输出； – 编码器信号接口； – 与MCD70，OP7通讯； – 通过调制解调器与上位主机（NT7000）通 讯。
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I/O卡介绍
输入输出卡 – 连接数字量输入输出； – 计时器/计数器 ； – 编写ACC70程序。
三、车载控制系统介绍
• 1、我厂现有AGV车辆22辆，其中推挽式车 辆14辆（辅料库单叉推挽式12辆；箱皮库 双叉推挽式2辆），背叉式8辆（成品库2辆； 丝束库5辆）
三、车载控制系统介绍
• 2、车辆控制方式介绍 • AGV车载系统主控制器为ACC70,其主要硬 件构成为电源卡、系统卡、I/O卡、通讯卡、 导航卡、存储控制卡
三、车载控制系统介绍
• 7、激光探测器SICK介绍
激光180度探测，没有盲点，对光、颜色不会产生敏感。 探测距离可用专用程序绘制 。 可设置3个区域，用于AGV减速、停止区域1、停止区域2。
四、自动充电系统
• 1、当AGV小车电池的电量不足时会自动请求充电，由管理和控制系统 发出充电指令，AGV小车自动行驶至充电站进行充电。充电的开始和 结束信号由信号采集系统采集后上报管理控制系统进行控制。 • 2、在每个立库的AGV系统中均配备有充电站系统，可有效保证AGV的 蓄电池能量能够得到有效补充；电池以恒定的电流I充电直到达到电压 U1，然后充电器停留在稳压阶段直到电流降至X，然后关闭电源开关。 • 3、充电站通过数字信号采集系统BIV实现和上位AGV调度系统发送 “充电满”和“充电机故障”的消息。
三、车载控制系统介绍
• 3、分别由驱动伺服控制器FSA80和转向伺 服控制器FSA45实现对AGV的驱动控制和 转向控制； • 4、驱动电机和转向电机轴上分别装有增量 型编码器，实现对驱动、转向的速度反馈， 最终由控制器实现对车辆运动闭环控制的 PID调节。
三、车载控制系统介绍
• 5、 MCD70介绍
• • • 电源：12VDC。 串行适配卡接口：RS422。 通讯参数：通讯频率为412.325MHz，通讯协议为 VCP8748，传输率为4800B，8位数据位，2位停止位。
六、导航系统介绍
• 1、工作原理
• AGV小车是由激光导引，因此，在AGV小车的行驶和作业过程中，反 射板导航系统起着重要的作用。通过在Layout程序中定义好的导航区 和预先布置好的反射板，AGV小车在定义好的路径上行驶，作业并保 持一定的精度 。 • 2、扫描头
六、导航系统介绍
• 4、AGV的定位原理
七、AGV如何实现运动控制？
• 1、导航功能使用来自驱动编码器和转向编 码器的数据，也使用扫描头检测到的分布 于AGV周围的反射板的方位座标的数据来 进行计算和处理。 • 2、 小车制导功能计算转向和驱动的命令值， 制导模块接收AGV行驶于那一段上的驱动 速度以及转向类型等的数据（直线段，一 般弧线段，S形线段以及U段等）。
• 3、激光扫描器的主要技术参数
– – – – – – – 1．电源电压： 16 - 70V DC 2. 激光器类型： GaAs（砷化镓） 3. 激光波长： 820nm （纳米） 4．光束直径： 3mm 5. 分辨率： 1mrad （=0.057） 6. 转速： 6转/秒 7．工作环境温度： -25C - +50C
激光扫描器的主要功能是发射激光束和接受由固定反射板
反射回的光束，并将反射板信号送给导航卡，由导航卡计算出命 令值。 激光扫描器的控制器不断检测自身的工作状态，如果检测到 错误就会发出相应的信号。 在激光扫描器的内部有一个小电机带动扫描头旋转（6转/ 秒），还有一套以激光二极管为主的光路系统。
六、导航系统介绍
一、AGV系统结构
以太网 AGV图形监控计算机(Cway)
PC COM 卡
AGV管理控制计算机(NT700)
无线电 发射器 无线电 放大器 激光导 引车
无线电 放大器
数字量 I/O(BIV)
充电 站台
二、系统组成
• • • • • • • • 图形监控系统 管理控制系统 自动充电系统 信号采集系统 无线电通讯系统 反射板导航系统 平面布置与路径规划 激光导引运输车
七、AGV如何实现运动控制？
• 3、AGV制导功能模块表
八、AGV上位监控系统介绍
• 1、基本功能
• 利用直观、形象的图形、动画和声音等多媒体方 式，由实时采集AGV的运行信息，实现对整个 AGV系统的监控，有效地维护系统的正常运行。 • 为了使监控系统更加明了，不同类型车的不同运 行状态以图形方式被显示出来。除了一般正常情 况下小车的表示符号，通过定义小车状态也可以 显示小车负载、小车出错、小车被急停、小车需 充电等等。