構造ヘルスモニタリング市場 – 世界の業界規模、シェア、トレンド、機会、予測、提供分野別(ハードウェア、ソフトウェア、サービス)、技術別(有線、無線)、最終用途別(土木インフラ、航空宇宙および防衛、エネルギー、鉱業)、地域および競合状況別、2019~2029年予測

Published Date: January - 2025 | Publisher: MIR | No of Pages: 320 | Industry: ICT | Format: Report available in PDF / Excel Format

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構造ヘルスモニタリング市場 – 世界の業界規模、シェア、トレンド、機会、予測、提供分野別(ハードウェア、ソフトウェア、サービス)、技術別(有線、無線)、最終用途別(土木インフラ、航空宇宙および防衛、エネルギー、鉱業)、地域および競合状況別、2019~2029年予測

予測期間2025~2029年
市場規模(2023年)20億米ドル
CAGR(2024~2029年)14.6%
最も急成長している分野ソフトウェア
最大市場北米
市場規模(2029年)4.57米ドル億

MIR IT and Telecom

市場概要

世界の構造ヘルスモニタリング市場は、2023年に20億米ドルの評価額に達し、2029年までの年平均成長率(CAGR)14.6%と堅調な成長が見込まれています。構造ヘルスモニタリング(SHM)市場は、土木工学とインフラストラクチャ管理の幅広い分野内の専門分野を網羅しており、長期にわたる構造の完全性とパフォーマンスの継続的な評価と監視に重点を置いています。SHMシステムは、さまざまなセンサー、データ取得技術、分析ツールを使用して、建物、橋、ダム、トンネル、その他の重要なインフラストラクチャ資産の構造的健全性を検出、評価、予測します。 SHM システムの主要コンポーネントには、ひずみ、変位、温度、振動、腐食などのパラメータを測定できるセンサーが含まれます。これらのセンサーは、構造物の内部または上に戦略的に設置され、構造の挙動と環境条件に関するリアルタイム データを取得します。データ収集ユニットは、センサー データを収集して集中処理システムに送信します。そこで、高度なアルゴリズムと分析ツールが情報を分析して、構造の健全性状態を評価し、潜在的な問題や異常を特定します。

主要な市場推進要因

インフラストラクチャの安全性と復元力への重点の高まり

世界の構造ヘルス モニタリング (SHM) 市場を推進する主な要因の 1 つは、世界中でインフラストラクチャの安全性と復元力を強化することへの重点の高まりです。橋、ダム、高速道路、建物などの老朽化した土木構造物は、構造の完全性を評価し、潜在的な故障に関連するリスクを軽減するために、継続的な監視が必要です。政府、エンジニアリング会社、インフラストラクチャ オペレーターは、重要な資産をリアルタイムで監視するために、高度な SHM システムへの投資を増やしています。これらのシステムは、構造状態に関する貴重なデータを提供し、予防的なメンテナンスとタイムリーな介入を可能にして、壊滅的なイベントを防止します。

インフラの安全性が重視されるようになったのは、都市化の進行、都市中心部の人口密度、公共の安全を守る必要性によるものです。橋の崩落やインフラの故障などの大きな事故は、堅牢な SHM ソリューションを実装することの重要性を強調しています。高度なセンサー、監視技術、データ分析を導入することで、関係者は構造上の問題を早期に検出し、メンテナンス スケジュールを最適化し、インフラ資産の寿命を延ばすことができます。

規制の枠組みと基準では、安全規制に準拠するためにインフラ資産の定期的な検査と評価を義務付けています。SHM 技術は、情報に基づいた意思決定に必要な正確で信頼性の高いデータを提供することで、これらの要件を満たす上で重要な役割を果たします。世界中の政府が自然災害、気候変動の影響、老朽化したインフラに対するインフラの回復力を優先する中、包括的な SHM ソリューションの需要は高まり続け、市場拡大を促進しています。

センサー技術と IoT 統合の進歩

センサー技術の進化とモノのインターネット (IoT) 機能の統合は、世界の SHM 市場を形成する重要な原動力です。センサーは、ひずみ、温度、振動、腐食などのパラメータに関するデータをリアルタイムで取得することにより、構造挙動を監視する上で重要な役割を果たします。センサーの小型化、無線通信、エネルギー効率の最近の進歩により、厳しい環境や遠隔地へのセンサーの導入が可能になり、SHM アプリケーションの範囲が拡大しています。

IoT 統合により、センサー、クラウド プラットフォーム、意思決定ツール間のシームレスな接続とデータ交換が可能になり、SHM システムが強化されます。IoT 対応の SHM ソリューションは、継続的な監視、予測分析、重要なインフラ データへのリモート アクセスを容易にします。この機能により、関係者は異常を検出し、潜在的な障害を予測し、メンテナンス戦略をプロアクティブに最適化できます。

建設や輸送などの業界でスマート インフラストラクチャ イニシアチブ、スマート シティ、デジタル トランスフォーメーションが急増し、IoT 対応の SHM ソリューションの採用が進んでいます。これらのソリューションにより、インフラストラクチャの健全性をリアルタイムで監視し、運用効率を向上させ、資産管理とライフサイクル プランニングのためのデータ主導の意思決定をサポートできます。組織が IoT テクノロジーを活用してインフラストラクチャのパフォーマンスと信頼性を高めようとしているため、センサー ネットワークと IoT 機能を備えた高度な SHM ソリューションの需要は高まり続けています。

インフラストラクチャ開発への投資の増加

世界中のインフラストラクチャ開発プロジェクトへの投資の増加により、構造ヘルス モニタリング (SHM) ソリューションの需要が高まっています。政府、民間企業、国際機関は、老朽化したインフラストラクチャの近代化、新しい資産の構築、自然災害や気候変動の影響に対する回復力の向上に多額の予算を割り当てています。 SHM システムは、これらのインフラ投資の長期的な耐久性、安全性、運用効率を確保する上で重要な役割を果たします。

橋、トンネル、鉄道、空港、建物などの主要なインフラ プロジェクトでは、構造の健全性を評価し、建設段階を監視し、設計の仮定を検証するために、包括的な監視が必要です。SHM テクノロジーは、関係者に構造パフォーマンスに関する貴重な洞察を提供し、プロアクティブなメンテナンス、タイムリーな修理、効率的なプロジェクト管理を可能にします。開始から運用までインフラ プロジェクトに SHM を統合することで、関係者はリスクを軽減し、リソースの割り当てを最適化し、規制基準への準拠を確保できます。

スマート シティと持続可能なインフラ イニシアチブへの投資では、都市インフラ資産をリアルタイムで監視することの重要性が強調されています。高度なセンサー、データ分析、予測モデリング機能を備えた SHM ソリューションは、インフラの回復力を強化し、サービス提供を改善し、環境への影響を最小限に抑えることで、スマート シティの目標をサポートします。経済成長、都市化の傾向、環境問題に後押しされて、世界的なインフラ投資が増加し続ける中、インフラのパフォーマンスと寿命を向上させる革新的な SHM 技術の需要は依然として高いままです。

主要な市場の課題

実装の複雑さとコスト

SHM システムの実装には、多くの場合、大きな複雑さとコストが伴います。センサーの設置、データ収集システムの構築、既存のインフラへの監視ソフトウェアの統合は、技術的に困難で、財政的に厳しい場合があります。複雑さは、それぞれカスタマイズされた監視ソリューションを必要とするさまざまなタイプの構造物 (橋、ダム、建物など) から生じます。さらに、古い構造物を SHM 技術で改修すると、アクセスの問題や既存のインフラとの互換性のために、コストと複雑さが増します。

この課題に対処するには、インストール プロセスを合理化し、ハードウェア コストを削減し、さまざまな監視システム間の相互運用性を向上させる革新的なソリューションが必要です。 SHM プロバイダー、インフラストラクチャ所有者、規制機関間のコラボレーションは、さまざまなインフラストラクチャ タイプにわたってコスト効率の高い実装を行うための標準化されたガイドラインとベスト プラクティスを開発するために不可欠です。

データ管理と解釈

SHM システムによって生成される膨大な量のデータの管理と解釈には、大きな課題があります。センサーは、振動、歪み、温度、環境条件などの構造動作に関するデータを継続的に収集します。膨大な量と多様なデータには、堅牢なデータ ストレージ ソリューション、効率的なデータ転送プロトコル、リアルタイム監視と予測分析のための高度な分析ツールが必要です。

効果的なデータ管理には、複数のセンサーからのデータ融合、データの整合性と信頼性の確保、データのプライバシーとセキュリティに関するプロトコルの確立などの問題への対処が含まれます。実用的な洞察を引き出すためにデータを解釈するには、信号処理、機械学習、構造工学の専門知識が必要ですが、これらは不足しており、導入に費用がかかる場合があります。

SHM 市場のプレーヤーは、データ処理機能を強化し、リモート監視と分析を容易にするために、AI 駆動型分析プラットフォームとクラウドベースのソリューションに投資しています。標準化されたデータ形式とプロトコルを開発するための業界関係者間の協力的な取り組みにより、この分野はさらに進歩し、データ管理の課題を克服することができます。

主要な市場動向

IoT と AI 技術の統合

世界の構造ヘルス モニタリング市場を形成する重要なトレンドの 1 つは、モノのインターネット (IoT) と人工知能 (AI) 技術の統合です。IoT により、橋、建物、ダムなどの構造物にセンサーとアクチュエータを配置し、構造の動作、環境条件、運用パラメータに関するリアルタイム データを収集できます。AI アルゴリズムはこのデータを分析して異常を検出し、潜在的な障害を予測し、メンテナンス スケジュールを最適化します。

このトレンドは、インフラストラクチャ管理における予測メンテナンスとプロアクティブなリスク管理の必要性によって推進されています。IoT と AI を活用することで、関係者は意思決定プロセスを強化し、資産の寿命を延ばし、メンテナンス コストを削減できます。さらに、エッジ コンピューティングの進歩により、センサー レベルでのリアルタイムのデータ処理が可能になり、重大なイベントに即座に対応し、ダウンタイムを最小限に抑えることができます。

SHM 市場の大手企業は、機械学習モデルとセンサー データを組み合わせて構造の健全性に関する実用的な洞察を提供する AI 駆動型分析プラットフォームを開発しています。これらのソリューションにより、エンジニアと資産管理者は、ターゲットを絞ったメンテナンス戦略を実行し、修理に優先順位を付け、インフラストラクチャ資産の安全性と信頼性を確保できます。

IoT および AI テクノロジは進化し続けており、それらの SHM システムへの統合により、インフラストラクチャ監視の革新と効率が促進され、予測的かつデータ駆動型のメンテナンス プラクティスが業界全体で標準化されると期待されています。

ワイヤレス センサー ネットワークの採用

世界の SHM 市場におけるもう 1 つの重要なトレンドは、構造の健全性を監視するためのワイヤレス センサー ネットワーク (WSN) の広範な採用です。従来の有線センサー システムは、スケーラビリティ、コスト効率、既存の構造物への設置の容易さから、WSN に置き換えられつつあります。これらのネットワークにより、広範囲にわたるケーブル配線を必要とせずに、振動、歪み、温度、腐食などの構造パラメータを継続的に監視できます。

WSN の導入により、大規模インフラストラクチャ全体のデータ収集機能が強化され、構造のパフォーマンスと状態に関する包括的な洞察が長期にわたって得られます。小型化やバッテリー寿命の向上など、センサー技術の進歩により、過酷な遠隔環境での WSN アプリケーションの拡張が促進されています。

ワイヤレス接続により、集中監視プラットフォームまたはクラウドベースの分析システムにリアルタイムでデータを送信できます。この機能により、関係者は複数の構造を同時に監視し、劣化の兆候を早期に検出し、構造の故障を防ぐためにタイムリーな介入を実施できます。

SHM 市場の大手プロバイダーは、継続的な監視と予測メンテナンスのために、高度な分析ツールと統合された堅牢な WSN ソリューションを開発しています。これらのシステムは、複雑なインフラストラクチャ ネットワークに対応するための拡張性を提供し、既存の監視フレームワークとの相互運用性をサポートします。

インフラストラクチャの所有者とオペレーターがコスト効率が高く拡張可能な監視ソリューションを求めているため、SHM 市場での WSN の採用が拡大すると予想され、資産のパフォーマンスと安全性を最適化する革新的なセンサー テクノロジーとデータ管理プラットフォームの需要が高まります。

持続可能で回復力のあるインフラストラクチャに重点を置く

持続可能で回復力のあるインフラストラクチャの開発は、世界中の SHM 市場に影響を与える重要なトレンドとして浮上しています。政府、エンジニアリング会社、インフラストラクチャ開発者は、環境の持続可能性を高め、気候変動の影響に耐え、コミュニティの回復力を向上させるプロジェクトをますます優先しています。

SHM テクノロジーは、グリーン ビルディング、再生可能エネルギー構造、回復力のある都市インフラストラクチャなどの持続可能なインフラストラクチャ ソリューションのパフォーマンスと耐久性に関する洞察を提供することで、これらの取り組みをサポートする上で重要な役割を果たします。構造の安定性、エネルギー効率、環境への影響などのパラメータを監視することで、関係者は設計基準を最適化し、長期的な持続可能性の目標を評価し、グリーン ビルディングの標準と規制への準拠を確保できます。

SHM システムは、材料の劣化、カーボン フットプリント、運用効率を監視することで、持続可能なインフラストラクチャのライフサイクル管理に貢献します。リアルタイムのデータ分析により、プロアクティブなメンテナンス戦略、リソースの最適化、ライフサイクル コスト管理が容易になり、持続可能な開発の原則に沿ってプロジェクトの成果が向上します。

主要な SHM プロバイダーは、環境センサー、IoT 対応デバイス、予測分析をソリューションに統合して、持続可能なインフラストラクチャ プロジェクトをサポートしています。これらのイノベーションにより、環境条件、エネルギー消費パターン、構造健全性指標をリアルタイムで監視できるようになり、関係者は環境管理とコミュニティの幸福を優先する情報に基づいた意思決定を行うことができます。

世界的な取り組みが持続可能な開発目標の達成と回復力のあるインフラの構築に焦点を当てているため、SHMテクノロジーの統合は拡大し続け、環境監視、エネルギー効率、持続可能な都市開発における市場の成長とイノベーションを促進します。


MIR Segment1

セグメント別インサイト

オファリングインサイト

ハードウェアセグメントは、2023年に最大の市場シェアを占めました。センサー、データ収集システム、監視デバイスなどのハードウェアコンポーネントは、構造健全性監視システムの実装に不可欠です。これらのコンポーネントは、建物、橋、ダム、パイプライン、その他のインフラの構造的完全性、パフォーマンス、状態に関するリアルタイムデータを収集する上で重要な役割を果たします。構造物に埋め込まれたセンサーは、ひずみ、振動、温度、腐食などのパラメータの変化を検出し、潜在的な構造上の問題や劣化に関する貴重な情報を提供します。ハードウェア デバイスの信頼性と精度は、SHM システムの有効性を確保するために不可欠です。高度なセンサーと監視機器は、長期間にわたって正確な測定値を取得できるため、エンジニアや関係者は構造上の動作を評価し、メンテナンス、修理、または改修戦略に関して情報に基づいた決定を下すことができます。この機能は、安全性、運用効率、資産の寿命が最優先事項である業界では特に重要です。

センサー技術と材料科学の継続的な進歩により、SHM ハードウェアのパフォーマンスと耐久性が向上しました。最新のセンサーは、データの品質やシステムの信頼性を損なうことなく、極端な温度、腐食性雰囲気、高衝撃環境などの厳しい環境条件に耐えることができます。この堅牢性は、世界中のさまざまな設定やアプリケーションで SHM ソリューションを展開するために不可欠です。規制要件と業界標準では、安全ガイドラインと運用基準への準拠を確保するために、重要なインフラストラクチャに SHM ハードウェアをインストールすることが義務付けられることがよくあります。政府、インフラ所有者、エンジニアリング会社は、ダウンタイムを最小限に抑え、構造的故障のリスクを軽減し、インフラ資産の寿命を延ばすことを目指して、プロアクティブなメンテナンスとリスク管理戦略の一環として SHM ハードウェアに投資する価値をますます認識しています。

地域別インサイト

2023 年に最大の市場シェアを占めたのは北米地域です。北米は、橋、ダム、高速道路、建物などの老朽化した土木構造物の広大なネットワークで構成される堅牢なインフラ環境の恩恵を受けています。インフラの安全性に対する懸念が高まる中、構造の完全性を評価し、潜在的な故障に関連するリスクを軽減するための高度な監視ソリューションの需要が高まっています。構造ヘルス モニタリング システムは、構造状態に関するリアルタイム データを提供するため、インフラ資産のタイムリーなメンテナンスとプロアクティブな管理が可能になります。この機能は、インフラの回復力と公共の安全が優先される北米では特に重要です。

この地域は、高度に発達したテクノロジー セクターと、SHM ソリューションを専門とする主要な業界プレーヤーの強力な存在を誇っています。センサー、監視ソフトウェア、データ分析サービスの大手プロバイダーを含む北米に拠点を置く企業は、SHM 技術の革新をリードしています。これらの革新には、構造監視データの精度と信頼性を高める高度なセンサー技術、無線通信システム、予測分析機能が含まれます。

北米は、学術機関、政府機関、民間企業間のコラボレーションに支えられた研究開発への多額の投資の恩恵を受けています。これらのパートナーシップは SHM の技術的進歩を推進し、インフラストラクチャ監視の特定の課題に対処するための新しい方法論、アルゴリズム、監視手法の開発を促進します。

北米の規制枠組みは、重要なインフラストラクチャに対する厳格な安全基準と定期的な構造評価を規定することにより、SHM ソリューションの採用を促進しています。これらの規制に準拠するには、構造の健全性とパフォーマンスに関する包括的な洞察を提供できる高度な監視システムの導入が必要です。さらに、モノのインターネット (IoT) やクラウド コンピューティングなどのデジタル技術をインフラストラクチャ監視に統合するというこの地域の積極的なアプローチにより、SHM システムの機能がさらに強化されています。これらのテクノロジーにより、リアルタイムのデータ収集、分析、リモート監視が可能になり、資産管理者とエンジニアは情報に基づいた意思決定を行い、メンテナンス戦略を最適化できるようになります。

最近の開発状況

  • 2024年5月、航空機および機体部品の大手メーカーである韓国のサチョン市に拠点を置くKorea Aerospace Industries(KAI)は、米国カリフォルニア州サニーベールのAcellent Technologies Inc.と契約し、構造ヘルスモニタリング(SHM)システムを提供しました。これらのシステムは、KAI KF-21戦闘機で使用される複合構造の完全性とパフォーマンスを監視するために実装されました。

MIR Regional

主要な市場プレーヤー

  • Campbell Scientific、 Inc. 
  • COWIA/S
  • SGS SA
  • AcellentTechnologies, Inc.
  • Kinemetrics Inc.
  • DigitexxData Systems, Inc.
  • RSTInstruments Ltd.

提供内容別

技術別

最終用途別

地域別

  • ハードウェア
  • ソフトウェア
  • サービス
  • 有線
  • 無線
  • 民間インフラストラクチャ
  • 航空宇宙および防衛
  • エネルギー
  • 鉱業
  • 北米
  • ヨーロッパ
  • アジア太平洋
  • 南米
  • 中東およびアフリカ

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