本文摘自運動控制/直驅(qū)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟、深圳市工業(yè)運動控 制產(chǎn)業(yè)協(xié)會、MBL制造業(yè)品牌庫共同研究撰寫的《2024年 中國磁懸浮柔性輸送系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展白皮書》(下文簡稱白皮 書)。該白皮書從磁懸浮柔性輸送系統(tǒng)的發(fā)展歷程、產(chǎn)品定 義、技術(shù)分類、產(chǎn)品優(yōu)勢、技術(shù)趨勢、產(chǎn)業(yè)鏈分析、典型制 造商分析、市場分析、行業(yè)應(yīng)用案例等多個方面深入分析了 中國磁懸浮柔性輸送系統(tǒng)的發(fā)展特點，同時也提出了目前產(chǎn) 業(yè)發(fā)展存在的挑戰(zhàn)，對未來發(fā)展提出了展望，希望白皮書的 發(fā)布能夠為中國磁懸浮柔性輸送產(chǎn)業(yè)的發(fā)展吸引關(guān)注、凝聚 共識、協(xié)同發(fā)展。

　　1 磁懸浮柔性輸送系統(tǒng)介紹

　　(1)磁懸浮柔性輸送系統(tǒng)定義及分類

　　磁懸浮柔性輸送系統(tǒng)主要包含如下兩類產(chǎn)品：線性磁懸 浮柔性輸送系統(tǒng)(以下簡稱“線性磁懸浮”)和平面磁懸浮 柔性輸送系統(tǒng)(以下簡稱“平面磁懸浮”)。

　　①線性磁懸浮柔性輸送系統(tǒng)

　　線性磁懸浮柔性輸送系統(tǒng)：一種是從半導(dǎo)體設(shè)備磁懸浮 運動臺演化而來的柔性傳輸技術(shù)，另一種是基于直驅(qū)直線電 機技術(shù)演化而來。系統(tǒng)由“動子”(或稱為小車、托盤或穿 梭車， 由永磁體構(gòu)成)、電機模塊(或稱線圈、定子)和線 性導(dǎo)軌組成，動子在電機模塊的磁力驅(qū)動下，在曲線或直線 軌道移動，利用位置編碼器獲取動子的當(dāng)前位置與速度，驅(qū) 動模塊通過對線圈輸送電流產(chǎn)生行進的磁場，與動子上的永 磁體陣列相互作用，產(chǎn)生持續(xù)的推進力，進而達到控制動子 的位置與速度的效 果，并且多個動子的控制是相互獨立的。 這些輸送系統(tǒng)的路線可以是封閉的環(huán)形設(shè)計，也可以是開放 的直線型。

圖 1 線性磁懸浮柔性系統(tǒng)（以果栗智造 iTS-L 環(huán)形線為例）

　　②平面磁懸浮柔性輸送系統(tǒng)

　　平面磁懸浮輸送系統(tǒng)：同樣是基于電機模塊與動子間的 磁力驅(qū)動的運輸技術(shù)，但其電機模塊可拼接成平面，無需導(dǎo) 軌，允許多個“動子”(或稱為小車、托盤、穿梭車)在兩 個水平方向(例如X軸和Y軸)上移動，部分情況下甚至可 以傾斜和旋轉(zhuǎn)，或在垂直方向上進行小幅升降。多個動子的 控制是相互獨立的，是一種定子平面上，動子可以實現(xiàn)沿著 X,Y,Z運動，且沿著X,Y,Z有旋轉(zhuǎn)的六個自由度的輸送系統(tǒng)。

圖 2 平面磁懸浮柔性輸送系統(tǒng)（以增廣智能 RM-MFT 磁懸浮“魔毯”為例）

　　線性磁懸浮與平面磁懸浮技術(shù)路線差異化比較大，因此 兩部分的制造商群體是不同的。平面磁懸浮最早應(yīng)用于半導(dǎo) 體關(guān)鍵設(shè)備領(lǐng)域，早期代表企業(yè)有Philips等，近幾年開始進 入工業(yè)自動化領(lǐng)域，國外平面磁懸浮廠商有PMI、倍福、貝 加萊，國內(nèi)增廣智能在2023年9月推出了第一代磁懸浮魔毯 產(chǎn)品。

　　線性磁懸浮領(lǐng)域，除了博世力士樂、羅克韋爾、倍福、 貝加萊、施耐德等外資廠商之外，國內(nèi)廠商中果栗智造進入 市場較早，縱葦科技、納博旺、敏行智控、中有精密、凌翔 磁浮等也在最近幾年相繼進入這個市場。

　　(2)磁懸浮柔性輸送系統(tǒng)技術(shù)分類

　　磁懸浮柔性輸送系統(tǒng)除了按照平面和線性這樣大的維度 來定義和分類之外，還可以從整體系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、各個零部件的 特 性、應(yīng)用指標、應(yīng)用場景的層級、應(yīng)用行業(yè)等多個維度來

　　63 市場研究分析

　　進行分類，從而可以更好地闡述清楚磁懸浮在各個技術(shù)分類 和技術(shù)路線上的應(yīng)用特點。

　　· 從磁懸浮柔性輸送整體系統(tǒng)來看，可以從動磁式/動 圈式、變軌方式、提供零部件/系統(tǒng)解決方案等三個方面進 行分類：按照磁懸浮柔性輸送系統(tǒng)動/定子的運動方式的不 同，可以分為動磁式磁懸浮柔性輸送系統(tǒng)和動圈式磁懸浮柔 性輸送系統(tǒng);根據(jù)變軌方式的不同，線性磁懸浮產(chǎn)品又分為 環(huán)形線、接駁線、分合流線;

　　· 從零部件的角度來看，磁懸浮輸送系統(tǒng)目前市場上比 較多的是從驅(qū)動器電壓、電機線圈繞組方式、電機有/無鐵 芯、傳感器的原理和方式等四個方面進行技術(shù)分類，磁懸浮 柔性輸送系統(tǒng)制造商結(jié)合自身產(chǎn)品定位和技術(shù)優(yōu)勢，選擇了 不同的技術(shù)路線;

　　· 從磁懸浮柔性輸送系統(tǒng)應(yīng)用指標——負載和重復(fù)定位精 度分類，可分為低負載(5kg以內(nèi))/中負載(5-40kg)/重 負載(40-200kg)/超重負載(200-5000kg)應(yīng)用，以及 低精度(50μm以上)/普通精度(15μm-50μm)/高精度 (5μm-15μm)/超高精度(5μm以內(nèi))應(yīng)用;

　　· 從應(yīng)用范圍分類，磁懸浮柔性輸送系統(tǒng)可分為設(shè)備 級、產(chǎn)線級、廠區(qū)級。

　　2 磁懸浮柔性輸送系統(tǒng)市場概述

　　(1)2020-2029年全球磁懸浮柔性輸送系統(tǒng)市場規(guī)模 分析

　　根據(jù)Interact Analysis 2024版磁懸浮柔性輸送系統(tǒng)全球 市場調(diào)研報告，磁懸浮柔性輸送是工業(yè)自動化領(lǐng)域正蓬勃增 長的細分市場，過去幾年間市場規(guī)模迅速擴張，尤其是已經(jīng) 規(guī)?；瘧?yīng)用的線性磁懸浮輸送系統(tǒng)，全球銷售額從2020年 的2.37億美元迅速增長到2023年的4.88億美元;平面磁懸 浮柔性輸送系統(tǒng)仍在起步階段，但2023年也已經(jīng)產(chǎn)生了接 近2000萬美元的銷售額。未來五年，預(yù)計來自電池制造、 半導(dǎo)體與電子、醫(yī)藥、食品飲料等行業(yè)的需求將持續(xù)推動 全球市場增長，2024-2029年預(yù)測整體市場規(guī)模年均增速 (CAGR)為19.7%(見圖3)。

　　全球線性磁懸浮柔性輸送系統(tǒng)應(yīng)用行業(yè)大致狀況為： 2021年起來自鋰電行業(yè)的需求激增，2023年，鋰電池制造 已經(jīng)成為線性磁懸浮柔性輸送系統(tǒng)最大的應(yīng)用市場， 占其全 球銷售額的24%，其中絕大部分項目在亞洲，但歐洲的占比

　　預(yù)計將持續(xù)增長。此外，醫(yī)療器械與制藥行業(yè)(含包裝)、 食品與飲料行業(yè)(含包裝)、半導(dǎo)體與電子行業(yè)也是磁懸 浮柔性輸送線的重點應(yīng)用領(lǐng)域，分別占全球銷售額的20%， 15%和14%(見圖4)。

　　全球平面磁懸浮柔性輸送系統(tǒng)應(yīng)用行業(yè)大致狀況為：在 全球范圍內(nèi)目前主要應(yīng)用在包裝領(lǐng)域，對食品、醫(yī)藥兩個行 業(yè)的銷售額占市場整體的58%，此外對通用包裝(例如化妝 品、日化用品等)行業(yè)的銷售額也占20%以上。此外，國內(nèi) 半導(dǎo)體與電子行業(yè)也開始出現(xiàn)平面磁懸浮輸送系統(tǒng)的試用和 案例，未來三到五年，這一領(lǐng)域有望成為平面磁懸浮柔性輸 送系統(tǒng)銷售額增長最快的行業(yè)(見圖5)。

圖 3 全球磁懸浮柔性輸送系統(tǒng)市場規(guī)模及預(yù)測

圖 4 全球線性磁懸浮柔性輸送系統(tǒng)主要應(yīng)用行業(yè)概覽

圖 5 全球平面磁懸浮柔性輸送系統(tǒng)主要應(yīng)用行業(yè)概覽

　　(2)2020-2029年中國磁懸浮柔性輸送系統(tǒng)市場分析

　　2023年，中國磁懸浮柔性輸送系統(tǒng)市場規(guī)模達到7.08億 元人民幣，在全球市場規(guī)模中占比超過20%。2024年中國磁 懸浮輸送市場銷售額預(yù)計超過7.5億元人民幣。

　　2024年，與全球市場相比，中國市場對磁懸浮輸送產(chǎn) 品的需求尚保持了一定韌性。在機械制造行業(yè)整體增長放緩 的背景下，歐美、韓國等地區(qū)對磁懸浮輸送產(chǎn)品需求也受到 階段性影響，市場規(guī)模出現(xiàn)同比下滑，而中國市場預(yù)計仍能 夠?qū)崿F(xiàn)同比穩(wěn)定增長，將成為2024年全球磁懸浮輸送市場增 長最快的地區(qū)。

　　2024-2029年，中國磁懸浮柔性輸送系統(tǒng)市場預(yù)計年均 復(fù)合增長率(CAGR)將達到20.9%，到2029年，市場規(guī)模 將達到 19.5億元人民幣。在樂觀預(yù)測情景中，市場未來五年 CAGR將達到29.6%，到2029年，中國磁懸浮柔性輸送系統(tǒng) 市場規(guī)模將突破27.4億元人民幣(見圖6)。

　　兩類預(yù)測情景的主要區(qū)別是考慮2025-2029年的價格變 化因素。2024年，根據(jù)市場調(diào)研結(jié)果，中國磁懸浮輸送系統(tǒng) 均價預(yù)計下降12%(按實際銷售額計算，未來訂單在實際交 付產(chǎn)生銷售額時納入統(tǒng)計)。

　　據(jù)此趨勢： 在基準預(yù)測情景中，由于今年眾多新廠商 進入市場，獲得訂單預(yù)計于2025年交付，使中國磁懸浮輸送 系統(tǒng)市場國產(chǎn)化程度進一步提高，因此預(yù)測2025年價格降 幅在15%左右。2026-2029年，預(yù)計機械行業(yè)需求進一步復(fù) 蘇，價格競爭局面好轉(zhuǎn)，磁懸浮輸送系統(tǒng)均價降幅預(yù)期在每 年3%-5%左右。價格降幅將抵消部分需求量的增長，由此計算，預(yù)計2029年市場規(guī)模將達到19.5億元人民幣。

　　在樂觀預(yù)測場景中，假設(shè)未來中國磁懸浮輸送系統(tǒng)價格 將穩(wěn)定在2024年水平，則銷售額增長則完全由需求量增長推 動，預(yù)計2029年市場規(guī)模將達到27.4億元人民幣，比基準預(yù) 測情景下的市場規(guī)模高41%。

圖 6 中國磁懸浮柔性輸送系統(tǒng)市場規(guī)模及增長

　　3 磁懸浮輸送系統(tǒng)應(yīng)用優(yōu)勢

　　隨著制造業(yè)的發(fā)展，自動化產(chǎn)線已經(jīng)成為提高效率、降 低成本的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。傳統(tǒng)的輸送方式，如皮帶、滾輪等，在 當(dāng)今快節(jié)奏的制造環(huán)境中已顯得力不從心。以下將從輸送速 度和效率、定位精度、維護成本和設(shè)備壽命、產(chǎn)線柔性(靈 活性和擴展性)、能源消耗和環(huán)保性、安全性、產(chǎn)線占地、 設(shè)計復(fù)雜性、成本、實時監(jiān)控和數(shù)據(jù)分析等10個方面探討分 析磁懸浮柔性 輸送系統(tǒng)的優(yōu)勢。

　　(1)輸送速度和效率

　　磁懸浮柔性輸送系統(tǒng)最高速度5m/s甚至更高，速度 快，最大加速度為10G，重復(fù)定位精度可達±1微米，顯著提 高了生產(chǎn)效率和良品率;且磁懸浮驅(qū)動柔性線技術(shù)使得生產(chǎn) 節(jié)拍可以靈活調(diào)整，適應(yīng)不同產(chǎn)品的生產(chǎn)要求。這意味著 制造企業(yè)能夠更迅速地響應(yīng)市場需求，實現(xiàn)快速上線和靈活 調(diào)整。

　　(2)定位精度

　　磁懸浮柔性輸送系統(tǒng)通過磁場的精確控制，系統(tǒng)無中間傳動環(huán)節(jié)，定位過程中加減速平穩(wěn)無沖擊，可輕松實現(xiàn)高速 高精度重復(fù)定位，重復(fù)定位精度最高可達±1μm。

　　(3)維護成本和設(shè)備壽命

　　磁懸浮柔性輸送系統(tǒng)使用磁場力傳動物料，減少機械接 觸部件，避免了傳統(tǒng)輸送線上常見的機械磨損問題。磁懸浮 柔性輸送線的部件較少，維護人員只需關(guān)注少數(shù)幾個部件的 狀態(tài)，維護和管理工作更加簡單?，F(xiàn)代磁懸浮柔性輸送線還 可以配備智能監(jiān)測系統(tǒng)，實時監(jiān)測設(shè)備的狀態(tài)，實現(xiàn)預(yù)防性維 護，降低了維修頻率和成本，更加符合制造業(yè)企業(yè)的需求。

　　(4)產(chǎn)線柔性(靈活性和擴展性)

　　隨著消費者需求的個性化和多樣化，越來越多的制造企 業(yè)開始注重生產(chǎn)線的靈活性和可定制化，希望通過使用靈活 性較高的生產(chǎn)線來快速調(diào)整生產(chǎn)線上的產(chǎn)品類型和產(chǎn)量。磁 懸浮柔性輸送技術(shù)為制造企業(yè)提供了更為靈活的生產(chǎn)方式， 每個動子可獨立運動，企業(yè)就可以快速調(diào)整生產(chǎn)節(jié)拍和產(chǎn)品類 型，適應(yīng)不斷變化的生產(chǎn)需求，確保生產(chǎn)流程的順暢進行，實 現(xiàn)柔性生產(chǎn);減少產(chǎn)線停機時間，降低產(chǎn)線停止帶來的損失; 搭建模塊化，后期產(chǎn)線升級和擴展都可在原產(chǎn)線上升級。

　　(5)能源消耗和環(huán)保性

　　磁懸浮柔性輸送系統(tǒng)沒有機械接觸和摩擦，電能-機械 能轉(zhuǎn)化效率高，無需機械傳動的啟停和制動，有效減少粉塵 顆粒的產(chǎn)生，減少了能源損耗， 電能利用率要遠遠高于傳統(tǒng) 輸送線，為企業(yè)降低了生產(chǎn)成本，更加符合產(chǎn)線環(huán)境和環(huán)保 要求，特別適合于對清潔度要求極高的食品、醫(yī)藥和精密電 子制造等行業(yè)。

　　(6)安全性

　　磁懸浮柔性輸送系統(tǒng)使用磁場力傳動物料，可以設(shè)計成 無尖銳邊角、無露出傳動部件的結(jié)構(gòu)，沒有傳統(tǒng)輸送線上的 皮帶、鏈條等機械部件，避免了工作人員被夾傷、拉傷等意外 傷害的可能性。同時，磁懸浮柔性輸送系統(tǒng)沒有傳統(tǒng)輸送線上 的機械傳動部件，減少了因物料堵塞引發(fā)的意外事故風(fēng)險。

　　(7)占地面積

　　使用磁懸浮柔性輸送系統(tǒng)產(chǎn)線情況下，由于在工站間 的負載均衡是可以通過動子的速度、加速度以及匯流和分流 來調(diào)節(jié)的，因此無需像傳統(tǒng)產(chǎn)線那樣為生產(chǎn)提供較大的緩沖 區(qū)，減少設(shè)備產(chǎn)線占地面積。

　　(8)設(shè)計復(fù)雜性

　　磁懸浮柔性輸送系統(tǒng)可以實現(xiàn)模塊化設(shè)計，客戶可以根據(jù)產(chǎn)線情況靈活拼接搭配，無需配套復(fù)雜機構(gòu)就可運行，極大簡化了產(chǎn)線機械結(jié)構(gòu)設(shè)計，提高了效率。

　　(9)成本

　　磁懸浮柔性輸送系統(tǒng)雖然一次性投入較高，但免維護、 高精度、高剛性，減少其它移載、分度、定位設(shè)備投入，一 定范圍內(nèi)不再需要視覺二次定位和位置補償功能，動定子及 驅(qū)動控制模塊均可重復(fù)利用，積木式搭建新的產(chǎn)線，總TCO 降低，OEE更高。

　　(10)實時監(jiān)控和數(shù)據(jù)分析

　　磁懸浮輸送線可以集成傳感器和智能監(jiān)控系統(tǒng)，實時 監(jiān)測設(shè)備性能，提供數(shù)據(jù)分析和實時監(jiān)控功能，操作人員可 以根據(jù)運行數(shù)據(jù)進行參數(shù)調(diào)整，優(yōu)化輸送線的運行效率，提 高能源利用率;收集到的實時數(shù)據(jù)可以通過數(shù)據(jù)分析算法進 行處理，用于預(yù)測設(shè)備可能出現(xiàn)的故障和問題;基于這些數(shù) 據(jù)，可以制定預(yù)測性維護計劃，提前進行維護，避免設(shè)備突 發(fā)故障，提高生產(chǎn)效率(見圖7)。

　　4 磁懸浮輸送技術(shù)產(chǎn)業(yè)鏈及典型制造商

　　磁懸浮柔性輸送系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)鏈指從原材料、零部件到磁懸 浮輸送系統(tǒng)制造、系統(tǒng)集成到最終下游用戶的工業(yè)生產(chǎn)的整 個鏈條式關(guān)系形態(tài)(見圖8)。

　磁懸浮輸送系統(tǒng)上游企業(yè)可分為控制系統(tǒng)、驅(qū)動系統(tǒng)、 反饋系統(tǒng)、電機系統(tǒng)、動定子及其他結(jié)構(gòu)件等多類企業(yè)。目 前磁懸浮輸送系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)還處于發(fā)展期，控制器、驅(qū)動器等核心產(chǎn)品大多數(shù)企業(yè)自研，直線電機目前外購的比例已經(jīng)比較 高，傳感器類產(chǎn)品以外購居多，部分有技術(shù)積累的企業(yè)會有 自研的傳感器。動定子磁鋼、導(dǎo)軌產(chǎn)業(yè)配套比較成熟，大部 分企業(yè)選擇外購。

　　磁懸浮輸送系統(tǒng)中游可以分為兩類企業(yè)， 一類是磁懸 浮輸送系統(tǒng)的制造商，擁有從技術(shù)研發(fā)、生產(chǎn)制造、項目設(shè) 計、方案實施的能力;一類是磁懸浮輸送系統(tǒng)的集成商，可 以從磁懸浮制造商處購買控制器、驅(qū)動器、電機、動子、導(dǎo) 軌等產(chǎn)品，根據(jù)客戶需要進行設(shè)計、采購、安裝集成，為客 戶提供整套解決方案。由于磁懸浮柔性輸送系統(tǒng)對于控制算 法、機械結(jié)構(gòu)設(shè)計等方面有較高的要求，因此市場上大部分 的項目是由磁懸浮制造商為客戶提供整套解決方案并提供 售后服務(wù)，集成商實施的項目比例目前還不高。隨著技術(shù)的 不斷成熟和產(chǎn)業(yè)分工的進一步提高，磁懸浮柔性輸送系統(tǒng)集 成領(lǐng)域?qū)芯薮笫袌鰴C會。

　　磁懸浮輸送系統(tǒng)下游企業(yè)主要指終端企業(yè)，即使用磁 懸浮輸送系統(tǒng)進行輸送、自動化生產(chǎn)的企業(yè)，主要來自電池 制 造、汽車制造、半導(dǎo)體及電子、食品飲料、醫(yī)療器械及制 藥、日化等制造行業(yè)。

　　2016年以前，市場上4家磁懸浮輸送系統(tǒng)廠商全部是 外資企業(yè)，2016年第一家本土磁懸浮廠商進入市場后局面 開始轉(zhuǎn)變。在2021年之前，本土廠商只有2家，外資廠商有 7家。2021年以后，市場形勢發(fā)生了極大的變化，2021年 -2024年16家本土企業(yè)進入市場。到2024年12月，累計有 18家本土廠商，10家外資廠商，從數(shù)量上本土廠商的占比快 速提升(見圖9)。

　　5 磁懸浮柔性輸送系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展展望

　　隨著全球智能制造的持續(xù)深入發(fā)展，制造業(yè)對生產(chǎn)設(shè)備自 動化、智能化、柔性化的需求持續(xù)攀升。磁懸浮柔性輸送技術(shù) 的出現(xiàn)徹底改變了制造業(yè)的技術(shù)格局，憑借高精度、高速度、 低能耗及靈活可變的特性，更加契合復(fù)雜生產(chǎn)工藝與定制化生 產(chǎn)需求，為企業(yè)提供了更為靈活、高效、可持續(xù)的生產(chǎn)解決方 案，成為新質(zhì)生產(chǎn)力的典型代表，市場規(guī)模迅猛增長。

　　與此同時，中國將成為全球磁懸浮柔性輸送技術(shù)研發(fā)創(chuàng) 新和應(yīng)用的中心市場，磁懸浮柔性輸送技術(shù)將助推中國新質(zhì) 生產(chǎn)力建設(shè)，成為中國在智能制造時代擴大全球產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢的 關(guān)鍵力量，助力中國制造在智能化浪潮中不斷實現(xiàn)新的技術(shù) 突破，也為全球制造業(yè)發(fā)展貢獻了新的智慧與動力，為全球 制造業(yè)邁向工業(yè)5.0起到積極、關(guān)鍵的作用。機遇與挑戰(zhàn)并 存，磁懸浮柔性輸送產(chǎn)業(yè)發(fā)展任重而道遠，全體產(chǎn)業(yè)同仁需要 持續(xù)努力，共同開創(chuàng)磁懸浮柔性輸送系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展新的局面。