无人工厂的顺利运作离不开自动化生产设备，而气动技术则是自动化生产设备中的一个重要环节。近年来，流体技术与微电子、计算机技术相结合，使得气动技术进入到了一个新的发展阶段。据有关资料记载，国际上90%以上的自动生产线均采用了气动技术。国民经济众多领域均需应用气动技术，其水平高低已成为一个国家工业发展水平的重要标志之一。笔者将在本文详细分析整个气动行业市场规模、发展前景以及投资机会等。
伴随工业4.0及碳中和的时代趋势，气动行业注入新动能
智能制造是制造强国的重要发展战略及主攻方向，随着德国“工业4.0”及“中国制造2025”所倡导的自动化行业智慧化、数字化、节能型、环保型等发展导向，以及机器人等智慧型生产方式的渗透率不断提升，近年来无人工厂已在中国完成了从无到有的转变，工厂里的工人则上演了从有到无的改变，这“有”和“无”之间，则见证了中国制造业转型升级的蝶变。
自动化生产设备是工厂的灵魂与骨架，气动技术也在其中发挥了重要作用。以往，气动技术单纯运用于省力的低成本自动化阶段，近几年随着气动技术本身及其配套技术的完善升级，与微电子、计算机技术相结合，使气动技术进入了一个新的发展阶段，智慧型阀岛、伺服控制气动元件等一系列高端产品纷纷推出。产品精度的大幅提升使得设备更利于高精度产品的生产加工，也更节能高效，顺应了“碳中和”的节能减排大趋势。
随着“双碳”政策的推出、大陆人口红利进一步弱化及消费者对产品质量要求的提升，劳动密集型的制造模式正加速向智能制造转变，“智慧制造、机器换人”是中国企业下一阶段的风向，各个行业装备配套对高性能、高可靠性、节能减排气动元件的需求激增，向气动元件行业注入新动能，打开新的快速增长通道。
气动技术是实现各种生产控制、自动控制的重要手段，气动元件是工业自动化的关键零部件
气动是“气动技术”或“气压传动与控制”的简称。气动技术是以空气压缩机为动力源，产生的压缩空气经气源处理元件处理后作为工作介质，由控制元件（方向控制阀）改变压缩空气的进出频率、速度、方向，执行元件（气缸）再将压缩空气的压缩能转换为动能而完成预定动作的一项现代实用技术。
气动技术是实现各种生产控制、自动控制的重要手段，它具有节能、无污染、高效、低成本、安全可靠、结构简单等优点。气动元件作为自动化设备的关键零部件，广泛应用于各种生产设备及生产线上。气动技术应用面的扩大是气动工业发展的标志，也是全球企业工业升级必经之路。
一个典型的气动系统有执行元件、控制元件、气源处理元件和感应元件等主要零部件，它们的工作原理如下所述：
（1）执行元件，气缸：气缸是气动系统的执行元件，一般的气缸由本体、上下盖、活塞、活塞杆、密封及紧固件所组成。藉由气体的推动，让气缸内的活塞杆伸出或拉回，再配合机构的设计，可达成操作机械手臂、升降平台、刹车等动作，亦可应用在钉枪、钻头、冲床等工具设备上。
（2）控制元件，阀：在气动系统应用中，阀类元件即气流控制元件，是达成气动系统运作的基本组件，此元件以障碍物阻隔流体通过达到控制压力、方向及流量等，依其功能可分为控制气流压力的压力控制阀、控制气流流动方向的方向控制阀及控制气流流量的流量控制阀。阀的控制采用多种驱动方式，如手动、电动、液动、气动等；可以在压力、温度或其他形式传感信号的作用下，按预定的要求动作，或直接进行简单的开启及关闭，从而改变流道面积大小以实现控制功能。应用控制元件，可形成气动回路的开关、可控制运动的速度以及多套气动系统间的控制。
（3）气源处理元件：空气在传输到设备端使用之前须经由空气过滤器将空气中的水分与杂质去除，再由调压器调节管路气压大小，最后由润滑器喷入油雾与空气混合以润滑管路，以上过滤、调压及润滑之设备合称气源处理元件，此元件之作用将提高气压的精确性及管路的寿命。
（4）感应元件：工厂自动化实务中，常需要对气缸等执行元件的位置以及气路中的压力值作实时监控与反馈，以达成开路或闭路控制的目的。这类感应元件包括利用压力传感器感知并反馈出开关或类比信号的数显式压力开关，以及利用磁感应原理感知气缸位置并反馈出开关或类比信号的磁感应开关。
“气动控制技术”正广泛应用于汽车、半导体、电子、机床、食品、包装、印刷、医疗、制药、纺织等基础工业领域中。通过气动技术与尖端技术的融合，即使是在新一代信息技术、机器人、航空航天、新能源、智能制造等最尖端的产业中，气动技术也有着无限发展的可能。在半导体工程、液晶制造、生物医药、医疗器械等高新技术领域，气动产品也大显身手，气动技术正在不断扩大新的应用领域。
图2：气动技术应用领域
2021年，全球气动元件市场规模达到了136.97亿美元，同比增长5.65%，相关机构预测，2028年将达到196.14亿美元，2023-2028年复合增长率（CAGR）为5.36%。根据SMC2022年披露的公开信息，其营收规模达到了7273亿日元（折合53.14亿美元），根据其全球市场占有率为39%测算，2022年全球气动行业市场规模约为136.2亿美元，较2021年略有下滑。
图3：全球气动元件市场规模（来源：Global Info Research）
从企业来看，全球气动元件的主要生产商集中在日本、欧洲、美国和中国。随着国内经济产业升级政策的大力推进，客户对气动元件提出了更多的质量要求和更高的技术指标，规格和功能变化越来越多样化。
气动元件的主要消费地区为美国、欧洲、日本、中国等，这些地区占据全球超过大部分的市场。同时，国内市场由于近些年经济和工业化进程的增长，市场增速很快，具有较大的市场潜力。
根据中国液气密协会统计，在2019年、2020年，气动行业规模以上企业的市场销售额分别是230亿、251亿，2019年出现负增长-7%，2020年恢复至2018年的水平。另外2020年由于疫情的原因，中国液压气动产品国内市场销售额实现了正增长，中国成为世界上仅有的两个正增长的国家之一，其他主要国家液压气动产品国内市场销售额均下降，最多的下降20%左右。下图4和图5为近十九年气动行业的销售额及2022年气动行业的市场规模预测，据相关机构测算，2022年气动行业规模预计达到277亿元。
图4：近十九年气动行业的销售额（来源：中国液气密协会）
图5：2017—2022年中国液压气动行业工业总产值及预测趋势图
气动元件行业由外资高度垄断，中国企业的发展挑战与机遇并存
市场上的主要气动元件生产商包括SMC、FESTO、亚德客等，全球前十企业市场占比近75%，整体市场集中度较高，高端市场大部分由国外企业垄断，低端市场产品同质化严重，价格竞争较为激烈，影响了市场的良性化发展。
从整个中国市场规模来看，由外资企业主导，如以2021年国内气动元件市场规模267亿元计算，SMC、亚德客市场占有率分别为40.45%、20.49%，加上FESTO预计占比超过70%，内资企业存在巨大的进口替代机会。
随着国内厂商的进步，已出现多家优秀的国产企业。但现阶段国内厂商与头部三家企业差距明显，主要劣势在于产品的质量、寿命等，其中工艺的差距则体现在精度、粗糙度等方面。同时，国内厂商产品线布局差、研发力量薄弱，相关专业人才储备也不多，主要原因为培养该专业的国内高校数量少，头部厂商研发人才也很少外流。
此外，国产气动行业还存在着小而散的特点，头部国产气动企业始终难以突破数亿元以上的营收规模，主要原因在于：国内公司对自动化行业理解有限，基本都是仿制量大的产品，在机、电、软结合壁垒上始终无法突破；生产及供应链管理落后；供应链管理及配套理念差距大；行业内人才稀缺，国内厂商难以搭建高素质团队。
虽然国内企业与外资企业目前仍存在较大差距，但客户端在使用外资品牌气动元件产品时，也存在价格高昂、交付周期长、响应速度慢、定制化需求难以满足等问题，因此类似新能源等行业，客户基于持续降低成本、供应链安全等方面的考虑，亟需具备提供高品质气动元件的本土企业进行配套，因此愿意为具备条件的企业提供产品测试及联合开发的机会，以替代外资品牌的中高端产品。如果相关内资气动元件企业能抓住机会，提供优质的产品，将逐步提升中高端气动产品的市场份额，并伴随行业的增长持续做大。
综上所述，气动元件属于大行业，内资企业小而散，进口替代空间广阔。在工业4.0推动自动化行业升级的背景下，为气动行业带来新的市场机会，也是国产气动元件企业突围的历史机遇。
具备发展潜力的国产气动元件企业将有下述特点：1、拥有拳头产品，拳头产品单价越高，越有利于规模的迅速扩大，从而拓展公司产品管线；2、服务的细分领域进口替代动机强，用户愿意提供试用的机会，帮助产品升级迭代，解决产品早期相关技术及工艺问题；3、在部分不可替代产品上做到外资品质、中国价格。
伴随着无人工厂推动气动方案的升级，具备上述特点的内资企业，如能迅速抓住由单阀单点控制转向多点智能控制的增量蓝海市场，将有望成长为本土乃至世界级的大型气动元件公司。而笔者也将持续关注这个行业，进一步深入研究并从中挖掘出优秀标的企业。
